重りの落下の制御

質問

• 5kgの重りを地面に落下させ、着地後2～3秒で50cm引き上げる制御方法について悩んでいます。
• 連続測定を行うため、重りをワイヤーに吊るして自由落下させる装置を用意しましたが、着地後の制御方法に困っています。
• PC制御なども考えていますが、参考になるHPや制御機構についての情報が欲しいです。

回答No.2

nowane4649

電磁クラッチまでは、購入済みで、クラッチの作動トリガーをどうすべきか悩んでいるということでよいでしょうか？

方法としては以下の2種類考えられます。
　おもりが衝突する床部分の荷重を検知する方法
　おもりが所定地点通過を検知する方法

荷重検知方法としては、ロードセルや感圧センサーを床に仕込んでおき、おもりによる荷重をセンサー部の抵抗変化として読み出します。
メリットとして確実に着地を検出できますが、センサーが衝突衝撃で痛み、消耗するデメリットもあります。
また、センサーの剛性が低めなことが多く、衝撃を吸収してしまい、測定に影響を及ぼす可能性もあります。

通過検知方法としては、光電センサーやファイバーセンサとして売られている部品を使い、所定の地点のおもり通過を検知します。
その後、適切な遅延時間を経てからクラッチを動作させ、ワイヤーリールの原則を行います。
LEDとフォトトランジスタで回路を自作すると安く済ませることもできます。
部材の消耗もなく、衝突への影響もありませんが、遅延時間設定などの調整が面倒かもしれません。

あと、ワイヤーを弛ませないというのは結構難しいので、「弛んでも問題が無い」形にする方が良いかもしれません。
具体的には、着地状態でワイヤーの余りがリール1周分以下(できれば半周以下)となっていれば、完全に弛み切ったとしても、巻き上げ時の噛み込み等のトラブルはほぼ起きません。

お礼

回答ありがとうございます。

　「地面」と書きましたが、実際には野外の地盤を対象にしているので、床へのロードセルは現実的には無理です。
　そういう訳で所定地点の通過検知についても考えましたが、実際には添付図の機構を低速車両に積んで走りながらの測定になりまして、不陸や車両の揺れなども考慮すると、所定地点の決め打ちでは、衝突加速度を完全に拾えない可能性があります。それで現在は、落下高が決まっているので、少し余裕を見た時間の決め打ちで引き上げタイミングとする事を考えています。

　ワイヤーを弛ませたくないのは実機試験をやった時に、着地した重錘が車両走行で引きずられ、引きずり抵抗により重錘が上がらなくなったりしたからです。もっと大出力のモーターも考えましたが、機材が重くなるので・・・(^^;)。

　少々説明不足と思いました。いずれにしろありがとうございます。