【MFT2019】一挙にWS1に進めた<歯との接続関係が最重要>

MFT2019申請ま締め切りまで、あと7日しかないので突貫工事中です。TS1の評価で多くの課題が出たため、今までの設計思想をリセットして小型軽量で2軸のセンサをWS1として試作しました。

●TS1課題
課題1:噛む力をポインタの上下変数として使っていたが
他の分力を発生させる場合、噛む力も同時に変化させないと他の分力が出せないのが人間の咀嚼の構造なので、発生力自体のクロストークが不可避
=>噛む力は、上下変数として使わないで、センサ本体を支える力としてのみ使う方向で検討する。
課題2:左右方向は、人間のあごの構造上、わずかな変位と力しかかけられない。
=>センサ全体の剛性を上げて、わずかな変位でもゲインが得られるような構造にする

課題3:上下左右同時に動かすのが、現時点ではできない。
=>上下、左右の個々の自由度を徹底して改良していくことで
同時動作ができるようになるはず。

課題4:センサ構造がでかくて重くて剛性低い
=>板厚が厚くて、短かくて小さいステイ材料で組み立てる

 

●WS1の構造
方式:
上下移動は、前後力Fy
左右移動は、前後力を2本のFyステイで受けて左右のバランスで左右の力のバランスを測定して左右移動の変数とする。
部品:ステイ材を2本とL字金具とT字金具を曲げたもの4部品
でシンプルに組立てあって、50x50x50 70gです。
これに回路も小型なものを開発すれば、口咥えられる
クワエルマウスが出来そうです。

基本的な作り方は下記記事で説明してます。

簡単自作ロードセル講座1<半日で作れる>


これを2本作ってペアで並べます。全体をシリコンで埋めてあります。クワエル時によだれがでてひずみゲージが接触不良になるのを防ぐためです。

指でつまんでいる部分を歯でくわえて、センサを歯で支えられるようにします。噛む力は、この支える力に使うので、マウスポインタ動作では使いません。噛む力を測定する必要がないので、上下の接触部材が突き当てになっていて、前後左右の摩擦でズレる構造になってます。

●WS1課題
主課題:指ではさんで、上下左右に動かすと自由自在にポインタを動かせるのですが、いざ、

口でくわえて動作させるとおもうような力がセンサに伝えることができないという大きな課題があります。

これをグラフでみてみると指では前後力と左右力で干渉しないように力を負荷することができてます。

口で加えるとコントロールが不安定になって、入力の干渉が発生して制御できなくなる

●原因解析
指のように口で力が伝えることができれば課題は解決されるので
ポイントは、歯と接続部材の力伝達関係の解析となります。

試行1:歯型をプラスチック粘土でとって、使ってみた。

=>結局ガタがあるので、指のように動かない。

試行2:歯と接続部材の間の摩擦部材の物性を変えてみる。
①厚手のスポンジ=>力の伝わりが遅い鈍い
②ウレタンゴム=>歯の食い込みが悪く滑る
③CRゴム=>歯の食い込みと弾力性がよい
今までの試行で一番コントロール性がよかったので、歯との点接触での力伝達関係が重要だということが判った。


使っているうちに、両面テープが剥がれてしまったので、
取付方法も検討必要。

●以後
接触材料の弾性と摩擦が重要なので、ホームセンタでいろいろな摩擦材料を仕入れて試してみます。
MFT2019申請までに完璧動作が難しそうなので、XY移動は同時ではなく階段状に移動させてクリックして動作させるデモ動画までにします。他にアルミ棒の6分力センサでの指動作もデモしたいです。

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