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2015 年度 実績報告書

ゼロコンプライアンス機構を利用した微小力測定装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25630073
研究機関埼玉大学

研究代表者

水野 毅  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20134645)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード力学量計測 / 微小力測定 / ゼロコンプライアンアス機構 / 3分力計
研究実績の概要

提案する力測定機構によって,3次元の力測定を行えることを実証するために,検出点一体形3次元力測定装置を開発し,その性能を実験的に調べた.
(1)検出点一体形3次元力測定装置の開発 作用点に作用する力の3分力を測定するには,つぎのような方式が考えられる.
(a) 検出点を三つとして,3個の検出点変位を組み合わせて,検出する(分散形)
(b) 検出点を一つとして,検出点の3次元変位を検出する(一体形)
27年度は,検出点一体形3次元力測定装置の設計・製作を行った.まず,鉛直方向に関しては,検出点,作用点を直列2重磁気浮上系と同じような配置にすることにより,作用点に対する鉛直方向の力の測定が可能とした.さらに,この系に対して水平方向の制御を加えることで,鉛直,水平方向三次元の力の測定を行うことができるようにした.具体的には,水平方向の検出点を輪状の構造にし,そこに永久磁石を四個配置して,水平方向に負の剛性を持つようにした.このような構成とすることにより,水平方向の検出点が一体となって移動するため,直列二重磁気浮上系を別々に四つ配置するよりも,センサの数を少なくすることができた.さらに,水平方向の運動に関しては,差動的に制御するので,より制御性能が良い制御系を構築することができた.
(2)制御系の構成と測定性能の評価  前年度と同様な手順で制御系を実装し,測定精度などの性能の評価を行った.そして,前年度開発した分散形との性能を比較した結果,検出点一体形の方が良い性能を示していることを確認した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Active Vibration Isolation using Negative Stiffness and Displacement Cancellation Controls: Comparison based on Vibration Isolation Performance2015

    • 著者名/発表者名
      Mhia Md. Zaglul Shahadat, Takeshi Mizuno, Yuji Ishino, Masaya Takasaki,
    • 雑誌名

      Control Engineering Practice

      巻: 37 ページ: 55-66

    • 査読あり
  • [学会発表] カンチレバー式ゼロコンプライアンス機構を用いた力測定システムの開発 第1報:測定原理2015

    • 著者名/発表者名
      林 陽一郎,水野 毅,髙﨑 正也,石野 裕二,山口 大介,原 正之
    • 学会等名
      第24回MAGDAコンファレンス
    • 発表場所
      東北大学 電気通信研究所および流体科学研究所(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-11-12 – 2015-11-14
  • [学会発表] Proposal of Force Measurement Using a Zero-Compliance Mechanism,2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Mizuno, Yoichiro Hayashi, Yuji Ishino, Masaya Takasaki
    • 学会等名
      XXI IMEKO World Congress
    • 発表場所
      プラハコングレスセンター(チェコ,プラハ)
    • 年月日
      2015-08-30 – 2015-09-04
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼロコンプライアンス機構を利用した三分力測定装置の開発(第1報:基本構想と測定機構の製作)2015

    • 著者名/発表者名
      飯田 啓介,水野 毅,髙﨑 正也,石野 裕二,原 正之,山口 大介
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学 文京町キャンパス(青森県弘前市)
    • 年月日
      2015-08-25 – 2015-08-28
  • [備考] Control Engineering Lab., Saitama University

    • URL

      http://control.mech.saitama-u.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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