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 先日ファインモールドの1/12プラキット・デッケルFP1に３個自作リニアサーボギヤボックスを仕込み本物のようにフル可動に改造していたら驚くべき現象が起こったｗ 上下昇降ハンドルの上下動に連動し４ミリ径モーターを仕込んでハンドルを回転するようにしてみたら、 ハンドルの回転のブレ振動に反応しデッケルFP1本体が左右に方向転換し回転運動するではないかｗ たった４ミリ径のちっさいモーターなのに驚くべきパワーだ モーターにプロペラを仕込んだ飛行機のプラモを床に置いてみるとモーターの回転により、勝手に旋回しつつ自走し始める。以外なほど早く移動してしまうので、展示する時に困るのだ。仕方ないのでスタンドに固定するかタイヤの摩擦を低くする工夫が必要になる。しかしこの欠陥を逆に利用すれば自在にコントロールできるラジコンが作れるｗ  また、サイズが縦横２センチくらいのタイヤが滑りやすいプラキャタピラの超小型模型、例えば二足歩行ロボットを左右に旋回させるギミックに利用できる。おもりで偏心させた振動モーターを１個旋回専用に配置し、これを回転させることで方向転換し左右旋回ができる。このアイデアは１０年くらい前、超小型ラジコンを自作していた「ロボコップの部屋」というHPのアイデアで見つけて非常に感心した目からうろこのアイデアだった。この方は１０年前NHKBSの熱中時間にもこのアイデアのロボットを持込んで出演していたので見た人もいるのでは？（しかしその直後交通事故で亡くなられた。ご冥福をお祈り致します） （タカラのロボQは電磁石駆動旋回）   イマイチ使い道のない秋月で売ってる振動モーターを活用する時が来たｗ http://blogimg.goo.ne.jp/user_image/27/48/3da6973594c102ce7f68280f562a197d.png リアクションホイールリアクションホイールはロケットやジェットを噴射せずに宇宙機の方向を変化させる姿勢制御装置の1つである。特に望遠鏡が特定の星を捉えるように保つ場合など、少しだけ宇宙機を回転させるのに用いられる。この操作によってもロケット燃料などを消費せずに済む[1]。ゼロモーメンタム方式による3軸安定方式を採用した宇宙機の質量を中心とする自転運動を回転、または静止させるための姿勢制御だけが可能であり、直線加速度を加えて宇宙空間を移動させる軌道制御は行えない[2][3][4][5][6]。
実装
宇宙機でのリアクションホイールは、姿勢制御の自由度を確保するために多軸構成になることが多い[5]。
構造
1つの回転軸に対して、１つのフライホイール（円盤状のはずみ車）を電動モーターで回転駆動する。宇宙機の角運動量をフライホイールの角運動量へ移して保存することでリアクションホイール以外の機体部分の角運動量を調節する。一般にフライホイールは電動モーターと一体として作られる。フライホイールの加減速と回転数検知はすべて電気的に行われ、コンピュータで精密に制御される。リアクションホイールの回転速度の上限値は主に回転軸のベアリングの耐久性によって決まり、回転体の質量と角速度の積から制御可能な角運動量の最大値が定まる。多軸構成の場合、駆動回路がリアクションホイールごとに備わるものと1つの駆動回路部に集約されているものがある[7]。
宇宙機は自転に対して3軸方向の姿勢制御が求められることが一般的であり、この場合、3軸3基、または4軸4基のリアクションホイールが搭載されることになる。 3軸3基の構成では、直交する X,Y,Z の各軸に対してそのまま3基が配置され、通常は各軸周りの運動に対してそれぞれ1基のリアクションホイールが対応することになるが、プログラムによって1軸の故障時に残る2軸でもモーメントの合成によって姿勢制御が可能となる。4軸4基の構成では、4軸すべての軸方向が互いに直交することなく斜めに交差しており「フォー・スキュー」と呼ばれる[8]。4軸4基は3軸3基よりも冗長性がある。
リアクションホイールは宇宙機の角運動量をフライホイール内に蓄えるだけなので、宇宙機の重心に無くとも完全に機能する。しかし、回転によって振動が生じるため、その影響を小さくできる重心近くに置かれることがある[5]。
角運動量の蓄積と解消 太陽からの放射光が生み出す力である太陽輻射圧のようなものが宇宙機に当り、それを受ける面が重心に対して偏りがあり続けるときには、機体を回転させる外力となる[9]。このようなモーメントは微小でありリアクションホイールの回転数の変化によって吸収されるが、長期間に渡って同一方向にモーメントが蓄積されるとやがてはリアクションホイールの回転が限界に近づき、そのままでは「飽和」して制御が破綻する。この蓄積されたモーメントを解消するために、多くの宇宙機ではリアクションホイールとは別の姿勢制御システムを備えている。
別の姿勢制御システムの最も一般的なものには一液式ロケットがあり、ニ液式も採用されている[10]。一液式は触媒に吹き付けて燃焼させるものと高圧ボンベに詰めた窒素ガスなどの噴射を用いるものがある。ニ液式は液体燃料と液体酸化剤を用いた小型のロケットエンジンである。 このような蓄積されたモーメントを解消する操作は「アンローディング」(Unloading) と呼ばれる。姿勢制御スラスタは、正確に噴射しないと軌道まで変更させてしまうリスクがあり、機械的なバルブや燃料の化学反応に依存するロケットの噴射機構は、電磁的に制御されるリアクションホイールよりも制御誤差が大きくなる傾向がある。また、アンローディングの回数が増えるとそれだけ噴射ガスの元となる燃料が消費される[5]。
また、地球に近い軌道など磁場が存在する場所では、磁気トルカを使って運動量を打ち消すことができる。磁場のない環境では、イオンエンジンなどの高効率姿勢制御ジェットを使ったり、小さい宇宙船であれば太陽電池パネルやマストの先に軽量な太陽帆を備える場合もある。
脚注・出典
振動モーターを使用して左右旋回前進後退を行う事ができる http://www.osaka-hightech.ac.jp/blog/wp-content/uploads/2013/10/oyako131026-300x225.jpg ボートや潜水艦にも応用できるのでは？と思うが また想定外の別の問題が発生するかも・・船の舵は船体末端に取り付けられているので重心を中心に旋回すると不自然な動きとなる。 前に発売されていた地上走行する1/700戦艦大和のトイラジが動きが怪しすぎてゾウリムシみたいだったｗこれは動力部が末端に配置されていたがどこか不自然だった。よく曲がりすぎというか・・ ウォーターラインモデルをゾウリムシのように振動させてラジコンに改造できる 水に浮かべてもいいけど http://www.ekouhou.net/%E7%A7%BB%E5%8B%95%E8%A3%85%E7%BD%AE/A,2013-048809_000007.jpg 移動装置【課題】振動モータを用いて簡易かつ正確に移動体を回転または移動させる。【解決手段】移動装置１は、回転軸５に偏って取り付けられる錘部材６を有する振動モータ２と、振動モータ２が取り付けられ、振動モータ２と共に移動可能な移動体３と、移動体３が錘部材６の慣性力により所定方向に移動するように、錘部材６が所定の回転位置のときに振動モータ２を減速させるか停止させる回転制御部４と、を備える。振動モータ２の錘６が所定位置まで回転したときに、振動モータ２の回転を減速または停止させると、錘６に慣性力が働くことに着目し、この慣性力を利用して移動装置１を所望の方向に移動させるため、振動モータ２が１個だけの場合でも、移動装置１を左右の方向に移動させることができる。 上のわけのわからん発明特許の文章読んでいたら頭痛くなってきた・・ ・・・・・・なんかエロいラジコンを思いついたぜ！・・・ｗ 女子の体を上を這い回らせて遊ぶのだｗこれがホントの大人のおもちゃｗ いや、オナニーグッズを自分でコントロールするとか相手に操縦させるのは間違ってる。ここはルンバのように自動的に体中を自動的に這いまわる仕様にすべきｗｗｗｗ人体は凹凸があるので難易度は高いｗない人もいるけどｗ ゲスなネタですんませんｗ |
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