超磁歪素子を用いた精密形状制御を可能とする革新的スマートテンセグリティ構造の開発

开发创新的智能张拉整体结构，利用超磁致伸缩元件实现精确的形状控制

• 批准号: 20K04929
• 负责人: 川畑 成之
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Anan National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04929/
• 关键词: テンセグリティ構造; 超磁歪素子; 精密形状制御; モジュール型構造; 磁歪素子; スマート構造

本研究はテンセグリティ構造に超磁歪素子を用いた張力制御ユニットを組み込んだスマートテンセグリティ構造を開発し，数値シミュレーションと実験の両面から有効性を検証し，次世代宇宙構造物の基礎的技術の確立を目的としている．テンセグリティ構造は比強度に優れる構造様式であり，宇宙構造物として適しているが，設計や製作の困難さにより実用化が進んでいない．本課題では当研究グループで取り組んできた展開型，適応制御型のテンセグリティ構造に関する知見を活用し，張力制御ユニットの開発を通して本構造様式の実用化に向けた取り組みを行う．当初計画では超磁歪素子を用いた張力精密制御ユニットの開発を進めることを検討していたが，超磁歪素子の入手性が著しく低下し，複数のユニットの開発が困難な状況となった．また，張力材制御のみによる形状の制御にやや困難が見られたことから，実験モデル設計の見直しと新たに圧縮材制御ユニットを開発し，張力材と圧縮材のハイブリッド制御システムによるスマートテンセグリティ構造システムの実現を目指すこととした．モデルの製作においては昨年度から継続してCFRPを材料とした3Dプリンタを活用するとともに，張力材を高分子ポリエチレンワイヤーからケブラーラインに変更し，比強度と張力材の取り回しやすさを改善した．以上の取り組みにより新たな実験用モデルを開発し，基礎的実験を進めてきたところであるが，新たなシステムを導入したことにより2022年度で完了することとしていた課題についてさらなる検討が必要となり，2023年度に継続して実施する計画に修正した．

This study は テ ン セ グ リ テ ィ tectonic に magnetic slanting element child を with い た tension suppression ユ ニ ッ ト を group み 込 ん だ ス マ ー ト テ ン セ グ リ テ ィ tectonic を open 発 し, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と be 験 の struck surface か ら have sharper sex を 検 し, next generation universe structure の based technology の を purpose と し て い る. テ ン セ グ リ テ は ィ structure strength of に optimal れ る tectonic others type で あ り, cosmic structures と し て optimum し て い る が, design や の difficult さ に よ り be turn が into ん で い な い. This topic で は when the グ ル ー プ で group take り ん で き た type, suitable 応 suppression type の テ ン セ グ リ テ ィ tectonic に masato す る knowledge し を, tension suppression ユ ニ ッ ト の open 発 を tong し て others in this structure type の be to け in turn に た group take り み う を line. Original plan で は magnetic slanting element child を with い た tension precision suppression ユ ニ ッ ト の open 発 を into め る こ と を beg し 検 て い た が, super magnetic slanting element child の of sexual が the し く し, plural の ユ ニ ッ ト の open 発 が difficult condition な と な っ た. ま た, Zhang Licai suppression の み に よ る shape の suppression に や や difficult see が ら れ た こ と か ら, be 験 モ デ ル design の see straight し と new た に 圧 shrinkage material suppression ユ ニ ッ ト を open 発 し, Zhang Licai と 圧 shrinkage material の ハ イ ブ リ ッ ド suppression シ ス テ ム に よ る ス マ ー ト テ ン セ グ リ テ ィ tectonic シ ス テ ム の be presently を refers す こ と と し た. モ デ ル の making に お い て は yesterday annual か ら 継 続 し て CFRP を material と し た 3 d プ リ ン タ を use す る と と も に, Zhang Licai を polymer ポ リ エ チ レ ン ワ イ ヤ ー か ら ケ ブ ラ ー ラ イ ン に - more し, specific strength と Zhang Licai の take り back し や す さ を improve し た. Above の group take り み に よ り new た な be 験 with モ デ ル を open 発 し, basic be 験 を into め て き た と こ ろ で あ る が, new た な シ ス テ ム を import し た こ と に よ り finished 2022 で す る こ と と し て い た subject に つ い て さ ら な る beg が 検 necessary と な り, 2023 annual に 継 続 し て be applied す る project に correction し た.

项目成果

構造制御のための磁歪素子アクチュエータの開発

用于结构控制的磁致伸缩致动器的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: 宮田喜久子;山岡和貴;田島宏康;松下幸司;渡部豊喜;山本七海，川畑成之
• 通讯作者: 山本七海，川畑成之

磁歪素子アクチュエータを用いたテンセグリティ構造形状制御に関する実験的検証

使用磁致伸缩执行器进行张拉整体结构形状控制的实验验证

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本 悠史;青木 竜也;宮田 喜久子;鶴田 佳宏;山縣 雅紀;入江僚，川畑成之
• 通讯作者: 入江僚，川畑成之

テンセグリティ構造制御のための磁歪素子アクチュエータの開発

用于张拉整体结构控制的磁致伸缩致动器的开发

• 发表时间: 2021
• 作者: 脇田 悠利名;鶴田 佳宏;宮田 喜久子;山縣 雅紀;山本七海，川畑成之
• 通讯作者: 山本七海，川畑成之

磁歪素子アクチュエータを用いたテンセグリティ構造の形状制御に関する研究

磁致伸缩驱动器张拉整体结构形状控制研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 脇田悠利名;宮田喜久子;鶴田佳宏;山縣 雅紀;入江僚，川畑成之
• 通讯作者: 入江僚，川畑成之

Experimental Investigations: Dynamic Analysis of 150-Member Spherical Tensegrity to Identify its Characteristics for Space Application

实验研究：150 元球形张拉整体的动态分析，以确定其空间应用特性

• 发表时间: 2022
• 作者: Makihara;K;Goto;T; Kawabata;N;Otsuka;K
• 通讯作者: K