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紙質を識別する音叉型水晶触覚センサの開発

开发用于识别纸张质量的音叉型晶体触觉传感器

基本信息

批准号：
10650406
负责人：
伊藤秀明
金额：
$ 2.3万
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10650406/
关键词：
音叉型水晶振動子触覚センサイニピーダンス変化周波数変化

项目摘要

音叉型水晶触覚センサの動作原理を明らかにするために、センサの基底部にアクリル半球を取り付けた点接触型の触覚センサの動作を調べた。アクリル半球と物体との接触をヘルツの接触理論により解析し、アルミ、銅、真鍮、ステンレス、ガラスへの接触実験との比較からセンサの共振抵抗変化は測定対象物の剛性率とポアソン比に依存しており、これはアクリル半球が弾性変形した接触面積に触覚センサの共振抵抗変化が比例していることが明らかになった。次に、センサの基底部をそのまま物体に接触させる状態を水晶と二層の物体による縦波平面波の三層透過モデルで記述し、銅、アクリル、PVCへのそれぞれ二層への接触実験と三層を縦波平面波が透過する理論値との比較から音叉型水晶触覚センサの共振抵抗変化は縦波平面波のエネルギー透過モデルで説明できることが明らかになった。更に、古紙の配合率100%,70%、0%の三種類の紙で繊維の方向が識別できるかどうか実験を行った。50g、100g、148gの荷重をセンサに加えたとき、148gの荷重のときのみ繊維の方向を識別できることが明らかとなった。最後に、音叉型水晶振動子の基底部の接触と力を考慮した解析モデルを妹沢近似により作り、音叉型水晶触覚センサが保持されているアクリルケースから受ける圧力と測定対象物から受ける抗力によって音叉型水晶触覚センサの周波数がどう変化するか解析した。その結果、横からの圧力P_tを上げていくと周波数fが圧力P_tに対して単調に増加し、P_t=100gG/cm^2以上になるとウインクラー係数k=10^<10>G/cm^3以上からkに比例して周波数fが増大することが明らかとなった。ガラス、アルミ、銅、ステンレスへの音叉型水晶触覚センサの接触実験から接触する物体のヤング率と周波数変化が対応しており、この周波数変化から接触した物体のヤング率を推定できることが明らかとなった。

Tuning fork type crystal touch base Part of the にアクリル hemisphere をtake り pay けた point contact type の touch 覚センサの action を tune べた.アクリリル hemisphere and object とのcontact をヘルツのcontact theory によりanalytic し, アルミ, copper, true鍮, ステンレス, ガラスへの contact 実験との comparison and からセンサの resonance resistance change は measurement The object's stiffness ratio is dependent on the object's rigidity, and the hemispherical hemisphere is elastically transformed.たContact areaにtouch覚センサのresonance resistance changeが proportionしていることが明らかになった. Second, the base of the base, the object, the contact, the state, the crystal, the second layer, the object, the object. Wave plane wave の three-layer through モデルでscribe し, copper, アクリル, PVC へのそれぞれ 2-layer へのConnect Contact 実験とThree-layer を縦wave Plane wave がThrough するTheoretical value とのComparison からTuning fork type crystal contact 覚センサのKO Vibration resistance change は縦wave plane wave のエネルギーthrough the モデルで explanation できることが明らかになった. The matching rates of updated and ancient paper are 100%, 70%, and 0%. 50g, 100g, 148g load capacity, 148 gの loadのときのみ繊dimensionalのdirectionalをidentificationできることが明らかとなった. Finally, the contact and force of the base of the tuning fork type crystal vibrator is analyzed and the contact force of the tuning fork type crystal vibrator is approximated, and the tuning fork type crystal vibrator maintains the contact force. The pressure resistance of the target object is measuredよって tuning fork type crystal touch 覚センサのcyclic wave number がどう変化するかanalytic した.そのRESULT, lateral pressure force P_tを上げていくとcycle number fがpressure force P_tに対して単动にincrease plusし, P_t=100gG/cm^2 or more The ratio of upper になるとウインクラーk=10^<10>G/cm^3 and above is the ratio of からkにしてcycle number fが嗗大することが明らかとなった.ガラス, アルミ, copper, ステンレスへの tuning fork type crystal contact センサの contact の験から contact するobject のヤングrate and cycle Number change が対応しており, このcyclic wave number change から contact したobject のヤング rate を presumed できることが明らかとなった.