2002 Fiscal Year Annual Research Report
側面が多角形で構成される折畳み疑似円筒の展開特性評価と簡易アクチュエータへの展開
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13650070
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小林 秀敏 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10205479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
臺丸谷 政志 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (40002018)
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| Keywords | 完全折畳み構造 / 疑似円筒 / 展開時間 / インフレータブル構造 / 最適設計 / 圧縮空気 / 簡易アクチュエーター |
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| Research Abstract |
平成13年度は、主に、折畳み円筒の製作、実験装置の試作、展開予備実験を行った.折畳み円筒は、片面コーティングにより気密性を保持できるシートを用いて製作され、完全展開時には、直径92mm、高さ400mmの円筒になる。円筒側面は、折畳み条件を満たす単一の二等辺三角形で構成され、圧縮空気の充填により、円筒に展開された。折畳み円筒モデルは、折畳み時に円筒の軸方向から見て、正n角形となる水平折タイプ、螺旋折タイプの2種類の折畳み様式を持ち、予備展開実験から、最適な使用圧縮空気の圧力は2気圧、製作精度を維持できる最大の折畳みの角数nは、n=10のと結果を得た。
平成14年度では、前年度の結果を基に、試験装置の改良を重ね、折畳み様式の異なる十数種の円筒を製作し、系統的に実験を行うとともに、折線をトラス部材と考えた場合の、展開時の部材に生じるひずみの変化を解析的に求め、その結果から、円筒の展開特性の推定を試みた。さらに、不等辺三角形を側面三角形に用いた円筒も製作し、それらの展開特性を検討し、以下の結果を得た。
1.ひずみの解析から、水平折よりもら旋折の場合の方が、また、折畳みの角数nが大きいものほど、展開時の最大ひずみが小さくなり、より抵抗の少ない展開特性が得られることがわかった。
2.負荷を掛けた展開実験は、ひずみの解析結果と良く一致し、n=9の螺旋折タイプの円筒で、最大約1kgの負荷に抗して展開が可能であることが確認できた。
3.展開時間は、負荷の増加に伴い増加するが、その増加は、最大負荷の60〜70%までは余り大きくなく、この範囲での利用が、簡易アクチュエーターとして効率的であることが分かった。
本研究により、折畳み円筒の解析手法と実験手法が確立でき、本研究の範囲では、n=9の螺旋折の円筒が簡易アクチュエーターのとして最適である考えられる。
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