【パワーメーター】ペダル水平分力を得る<中華ゲージ追加>

ペダルの6分力のうち、Fzp(鉛直踏み),Fxp(前踏み)に追加して、Fyp(横踏み)も測定できるようにゲージを貼ってみました。
●原理
片持ち梁のモーメント分布の特徴を利用しました。
http://ads.w3.kanazawa-u.ac.jp/hojo/zairiki/text/02Beam/kyoyaku.htm
こちらの図を抜粋させていただきました。
まずは、先端にモーメントが加わった場合のモーメント分布
これは、ペダリングでの最も大きな曲げモーメントとなります。

次に、ペダル軸方向へ力がかかった場合は、
下記のようなせん断力がクランクにかかるので、モーメント分布
が通常の踏力と異なった分布となります。

●ペダル軸方向力Fypを測定するアイデア
Mz方向曲げゲージを2箇所に貼ってその値の差で計算します。
上記の特性を利用すれば下記のようになると計算しました。

上記のように計算上は、Fypが測定計算できるはずなのでゲージを追加しました。すでに3ブリッジ12枚貼ってあるところに
4枚足して計16枚とものすごいことになってきました。これは
実用というよりペダリング解析用のクランクとなる以外ないです。
●ゲージを貼った様子を見てみた

これで、ペダルの回転を固定して200gfでテンションゲージで鉛直から内向き、外向きに押してみました。

数値とプラスマイナス方向は確認してありませんが、
斜め押しと鉛直押しが明確に区別がつきます。
Fyの値がどこまで正確に測定できるか
実験をすすめます。

●以後
ペダル踏みの軸方向力Fypが得られそうなので、
あとは、Mzp,Mxpをどうするかを考えますが
FypとMzp,Mypは相関しているとおもいますので
Fypがわかっていれば、それだけでもいけるかもしれません。

いずれにせよ、クランクにひずみゲージ16枚貼ったクランクですので、解析専用で実用性は無いので、さっさと実験用として
くみ上げたほうがよさそうです。こなれたmbedと無線もXBEEでくみ上げたほうがいいかもしれません。