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音叉型水晶振動子を用いた触覚センサの基礎研究

使用音叉晶体振荡器的触觉传感器的基础研究

基本信息

批准号：
08650483
负责人：
伊藤秀明
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650483/
关键词：
音叉型水晶振動子触覚センサインピーダンス変化

项目摘要

音叉型水晶触覚センサの原理は振動子の基底部を物質に接触させた時の基底部からの振動エネルギー漏れによってインピーダンスが増大する性質を用いている。音叉型水晶触覚センサのスライドガラス、アルミ、鉛、銅、ステンレス、真鍮への接触実験から、振動子の基底部からこれらの物質へのエネルギー漏れは水晶と物質の音響インピーダンスの違いによる縦波平面波のエネルギー透過率の理論値に比例することが分かった。また、銅板とアルミ板の上に粗さの違う5種類の紙やすりを張り付けて接触実験を行ったところ、粗さが粗い程音叉型水晶触覚センサのインスピーダンスが減少することが判明した。これは粗さが粗くなることによる水晶振動子から銅板やアルミ板への紙やすりの粗さによって接触面積の減少による振動エネルギー漏れが減少するためであることが分かった。このことから音叉型水晶触覚センサは接触する物質の音響インピーダンスの違いと粗さによる接触面積の違いの組み合わせにより識別していると考えられる。この研究成果を踏まえて紙質を識別できるかどうかを調べるため、銅板の上に上質紙、新聞紙、コピー用紙、中質紙、わら半紙を合成糊で張り付けた場合と載せた場合について接触実験を行なったところ、紙を合成のりで張り付けた場合には、上記に記した順にインピーダンスが減少した。この結果は丁度パルプと再製紙の割合に対応していることが分かった。さらに紙を銅板の上に載せた場合にはパルプを主成分とする紙と再製紙を主成分とする紙に明確に二分した。パルプと再製紙では音響インピーダンスが異なっていると考えられ、この結果を反映して紙質を識別していると考えられる。音叉型水晶振動子の基底部の縦振動がどのようなメカニズムで発生するかははっきりしていない。そこで、音叉型水晶振動子の腕の部分と基底部を各々棒で近似し、基底部の先と腕の付け根が接続されていて屈曲振動する妹沢理論を用いて解析して求めた周波数は32.768kHzで6kHz低めにでたが、このずれは従来の解析結果と遜色ないことが分かった。この解析から基底部には疑似的に縦振動と見なせる屈曲振動が生じていることが分かった。

The principle of tuning fork crystal contact is that the vibration of the base material increases when the base material contacts. The tuning fork type crystal contact material has the following characteristics: the contact property of the crystal contact material, the contact property of the crystal contact material and the contact property of the crystal contact material. The thickness of the upper layer of the copper plate and the thickness of the upper layer of the copper plate are different. The thickness of the upper layer of the copper plate and the thickness of the upper layer of the copper plate are different. The thickness of the crystal vibrator is reduced by the thickness of the copper plate and the thickness of the paper plate. The tuning fork type crystal contact is made of a material that has been exposed to the sound. The contact area has been identified. The results of this research are as follows: paper identification, copper plate, upper paper, newsprint, paper, medium paper, half paper, synthetic paste, paper payment, paper payment, paper synthesis, paper payment, paper synthesis, paper payment, paper, paper, The result is that the paper is cut off from the paper. The main component of the paper is clearly defined. The result of the paper process is reflected in the paper process. The vibration of the base of the tuning fork crystal oscillator is generated by the vibration of the tuning fork crystal oscillator. The fundamental part of the tuning fork crystal oscillator is approximated by the fundamental part of the base, and the fundamental part of the base is connected to the bending vibration. The theoretical analysis is used to find the frequency of the cycle at 32.768 kHz and the frequency of the cycle at 6kHz. This analysis is based on the suspected vibration of the base plate.