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モーターのトルク計測を検討する(検討メモ)

2024/08/18に公開

以下の情報は正しいとは言えません。各々で良いか悪いかご判断ください。また、先輩や先駆者、教員等に聞ける際は聞いてください。間違っている情報もございます。

産業向けな計測方法

トルクトランスデューサもしくはトルクセンサ(メーカー毎に名称が違う)

https://youtu.be/owh13XGNXYY?si=w-jYos-lDKxfdcTq


https://www.unipulse.tokyo/techinfo/torque_story/


https://www.hbm.com/jp/10716/how-does-a-torque-transducer-actually-work/

軸に取り付けられた歪ゲージでトルクを計測するみたい。


https://www.toyo.co.jp/mecha/products/detail/RT200.html

どれも産業用の為、非常に高い。
殆どの利用シーンが、動的に負荷を加えた際のトルク変化の調査用で、これは動的トルク計測と言ったジャンルだと思われる。

代わって、モーター1台のトルクを確認する方法は、静的トルクセンサと思われる。


https://www.drurylandetheatre.com/ja/static-torque-sensor-square-key-flange/

どちらも非常に効果で10万~の世界。制度は高いと思うので、真面目に研究したい方向け

アマチュアな計測方法

校正等はされてないが、簡易な方法でトルクを計測できる方法が世界中にあるので、いくつかまとめてみた

フォースゲージ/吊り測り/バネ式天秤


https://www.yamayo.co.jp/catalogue/products/7001spr_scale.htm


https://www.aandd.co.jp/products/electronic/sp-digital_caliper_other/sp-force_gauge/ad4932a-50n/

紐で引っかけて重さを測る計測器。
モーター側にはフランジを付け、紐を付ける加工が必要。


https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/machine_design/md06/c1157.html

紐で引っ張り、何gかを計測し、それを半径と含めて計算する方法です。
最も事例が多そう。

電子秤を使った方法

え?そんな技あるの?あるんです。世界は広いんです・・・
https://youtu.be/wnvpbfUIPZI?si=BoLUUTIepRMmhXVW&t=379
https://youtu.be/LSzMAcvgNCQ?si=9Vq18yi2X71F1RTK

原理は前のフォースゲージと同じ、半径と重さでトルクを計測してると思います。

総じてこれらは歪ゲージ

トルク計測には他にも磁気や回転速度、回生によるトルク計測と言った方法もあります。
外的な計測方法として、重さを測ると言った方法が多くみられます。
特にゲージを使わずに、ペットボトルを持ち上げると言った技も見かけます(1L=1kg)
https://youtu.be/9huhilklv3o?si=BJk79vKB5D5aWp9_&t=63

ペットボトルの他に、ダンベルや文銅をそのまま持ち上げる方法も見かけます。

ざっくり変換式を書くと・・・

モーター ー> 重さ ー> 半径x重さ ー> トルク

※なぜザックリかと言うと、是非皆さん調べて学んで欲しいので概要のみ

ので、重さを測る径も大事なんだなぁと思いました。

また、重さに校正した歪ゲージからトルクを見に行くことも出来そうなので、自作トルクセンサーも無くは無いなぁと思ったりしてます
(歪ゲージは計測が大変だが、計測できると精度が良いので校正すれば綺麗に取れるので)

そんな感じで、軽くまとめました。
それでは!
(もっと深く調べてよや、この方法はどう?のコメント頂けると幸いです)

北神雄太
@nonNoise

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