2002 Fiscal Year Annual Research Report
計算機支援による設計のための3次元空間曲線の形状測定と形状生成に関する研究
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13750128
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| Research Institution | Kochi National College of Technology |
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Principal Investigator |
赤松 重則 高知工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (10270365)
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| Keywords | 3次元形状計測 / 光ファイバ / 曲率センサ / レーザー |
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| Research Abstract |
本研究では実在する3次元物体の形状構成要素として3次元空間曲線を考え,作業者が自在に形状を操作できるように,曲線の測定と制御が実時間で可能なシステムの開発を目的としている.
平成14年度においては,3次元空間曲線の形状測定デバイスの基本構成要素となる,2次元曲率センサの評価試験・改良を行った.最終目標は3次元空間曲線の形状測定であるが,3次元空間曲線を構成する要素を2次元曲線と考えるため,2次元曲率センサが3次元空間曲線の形状測定デバイスの基本構成要素となる.2次元曲率センサを複数組み合わせることで3次元空間曲線の形状測定を実現させる.
2次元曲率センサの測定原理は,ループ状に配置した光ファイバからの透過光損失が曲率に比例して変化することを利用している.本センサは曲率に対して線形性の応答を示し,従来の光ファイバセンサでは測定できなかった小さな曲率の曲げにも十分な応答を示すことが確認できた.光ファイバ中を透過するレーザー光の透過光損失シミュレーションを行い,2次元曲率の測定結果と比較検討した結果,一致した傾向を確認することができた.
一方,大きな曲率を測定した場合に線形性が崩れ,ヒステリシスが現れることが確認された.その原因としてセンサシャフトへの光ファイバの取り付け方法が影響していることが考えられた.種々の取り付け方法を試みたが,本センサでは光ファイバを極限の状態近くまで曲げているため,光ファイバの反力が強く作用し安定に固定することが困難であった.
取り付け方法に関する解決法の一つとして,レーザー光源の波長に一致しない光ファイバの利用を提案した.波長の不一致により比較的大きな曲げでも透過光減衰が生じるため,光ファイバのループ半径を大きくとることができ取り付けも容易になると考えられる.計算機シミュレーションにより本解決法が有効であることを確認できた.
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Research Products
(1 results)
