JP3311329B2 - 磁性流体を用いた３軸加速度計 - Google Patents
磁性流体を用いた３軸加速度計Info
- Publication number
- JP3311329B2 JP3311329B2 JP2000087310A JP2000087310A JP3311329B2 JP 3311329 B2 JP3311329 B2 JP 3311329B2 JP 2000087310 A JP2000087310 A JP 2000087310A JP 2000087310 A JP2000087310 A JP 2000087310A JP 3311329 B2 JP3311329 B2 JP 3311329B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- spherical
- storage container
- magnetic fluid
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は加速度計に関し、特
に、構造物の振動計測への利用、交通機関の慣性誘導装
置や移動走行記録装置への利用、コンピュータ・グラフ
ィックにおいて３次元の動作を入力する３Ｄマウスへの
利用、ロボット等の３次元の動作を測定するセンサへの
利用、等が可能な３軸加速度計に関する。
に、構造物の振動計測への利用、交通機関の慣性誘導装
置や移動走行記録装置への利用、コンピュータ・グラフ
ィックにおいて３次元の動作を入力する３Ｄマウスへの
利用、ロボット等の３次元の動作を測定するセンサへの
利用、等が可能な３軸加速度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の加速度計は、慣性重量をバネ系で
支えたサイズモ系と呼ばれる構造を基本としているもの
が多い。この構造では、錘をバネ等の弾性を有する支持
体で支え、錘が加速度を受けて生じる位置の変化量や、
これに伴うバネ等の支持体の変化量を測定し、これらの
変化量から加速度を算出している。
支えたサイズモ系と呼ばれる構造を基本としているもの
が多い。この構造では、錘をバネ等の弾性を有する支持
体で支え、錘が加速度を受けて生じる位置の変化量や、
これに伴うバネ等の支持体の変化量を測定し、これらの
変化量から加速度を算出している。
【０００３】また、加速度の測定方式は、例えば、錘部
分の変位に伴って生じる支持体の歪みを電圧の変化とし
て捉えるピエゾ効果を利用したもの（半導体式）や、錘
部分をコンデンサの片方の極として錘部分の変位に応じ
て静電容量が変化することを利用したもの（静電容量
式）等、が主流である。いずれの方式も錘部分に質量を
集中させ、一方、支持体をバネ又はバネ状に加工して弾
性を持たせ、錘が受ける加速度に対して、錘及び支持体
が容易に追従して変位する構造になっている。
分の変位に伴って生じる支持体の歪みを電圧の変化とし
て捉えるピエゾ効果を利用したもの（半導体式）や、錘
部分をコンデンサの片方の極として錘部分の変位に応じ
て静電容量が変化することを利用したもの（静電容量
式）等、が主流である。いずれの方式も錘部分に質量を
集中させ、一方、支持体をバネ又はバネ状に加工して弾
性を持たせ、錘が受ける加速度に対して、錘及び支持体
が容易に追従して変位する構造になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
加速度計はサイズモ系と称される、錘がバネ系の支持体
に結合された構造であるため、従来の加速度計には次の
２つの問題が発生している。即ち、（１）第１の場合と
して、錘が支持体により一定方向から支持されているた
め、その支持軸方向には変位し難く、逆に支持軸方向と
直交する軸方向には変位し易い、という性質があり、変
位し易い軸方向と、変位し難い軸方向が生じる問題があ
る。つまり、サイズモ系による加速度計では構造的に感
度の良い軸と、感度の悪い軸が存在することになる。
加速度計はサイズモ系と称される、錘がバネ系の支持体
に結合された構造であるため、従来の加速度計には次の
２つの問題が発生している。即ち、（１）第１の場合と
して、錘が支持体により一定方向から支持されているた
め、その支持軸方向には変位し難く、逆に支持軸方向と
直交する軸方向には変位し易い、という性質があり、変
位し易い軸方向と、変位し難い軸方向が生じる問題があ
る。つまり、サイズモ系による加速度計では構造的に感
度の良い軸と、感度の悪い軸が存在することになる。
【０００５】このために、従来の加速度計では、この感
度のよい軸を受感軸とするため、受感軸が１軸ないし２
軸の加速度計が大部分である。従って、加速度を計測す
る場合、加速度計の受感軸を計測したい加速度の方向に
合わせて設置しなければならないこととなる。このよう
な不便さを解決するために、３軸加速度計も提案されて
いるが、変位し難い支持軸方向の感度は相変わらず悪
く、完全に全方位に均等な感度を有する３軸加速度計は
まだ開発されていない。
度のよい軸を受感軸とするため、受感軸が１軸ないし２
軸の加速度計が大部分である。従って、加速度を計測す
る場合、加速度計の受感軸を計測したい加速度の方向に
合わせて設置しなければならないこととなる。このよう
な不便さを解決するために、３軸加速度計も提案されて
いるが、変位し難い支持軸方向の感度は相変わらず悪
く、完全に全方位に均等な感度を有する３軸加速度計は
まだ開発されていない。
【０００６】従って、任意の全方向の加速度を測定する
場合は、各軸方向に合わせ複数の加速度計を設置し、夫
々の測定値を合成し、その加速度の方向と大きさを計算
しなければならない。しかし、この場合でも、複数の加
速度計を設置するため、錘の位置が僅かでも異なること
になるため、これが誤差を発生させる要因となる場合が
ある。
場合は、各軸方向に合わせ複数の加速度計を設置し、夫
々の測定値を合成し、その加速度の方向と大きさを計算
しなければならない。しかし、この場合でも、複数の加
速度計を設置するため、錘の位置が僅かでも異なること
になるため、これが誤差を発生させる要因となる場合が
ある。
【０００７】（２）第２の場合として、錘とバネ系の支
持体が結合された構造のため、錘の固有振動数により、
振動を励起し易い構造となっている。このため、ある加
速度に対して共振振動が発生し、計測が不可能となる場
合がある。また、錘と支持部の弾性値の関係では、錘が
軽く支持部の弾性値が低ければ、小さな加速度には反応
が少なく計測が殆ど不可能となる。一方、錘が重く支持
部の弾性値が高ければ、大きな加速度には反応が大きす
ぎ、やはり計測が不可能となる。
持体が結合された構造のため、錘の固有振動数により、
振動を励起し易い構造となっている。このため、ある加
速度に対して共振振動が発生し、計測が不可能となる場
合がある。また、錘と支持部の弾性値の関係では、錘が
軽く支持部の弾性値が低ければ、小さな加速度には反応
が少なく計測が殆ど不可能となる。一方、錘が重く支持
部の弾性値が高ければ、大きな加速度には反応が大きす
ぎ、やはり計測が不可能となる。
【０００８】従って、加速度計として、それぞれ測定可
能な加速度の範囲が限定されることとなる。このため、
一般に、加速度計は衝撃などの動的な加速度向き、地震
などの静的な加速度向き、あるいは反復の速さなどによ
り高振動向きや低振動向き、などに大別される。従っ
て、測定対象によって、即ち、加速度の範囲によって、
加速度計を選択的に使用しなければならない不都合があ
る。
能な加速度の範囲が限定されることとなる。このため、
一般に、加速度計は衝撃などの動的な加速度向き、地震
などの静的な加速度向き、あるいは反復の速さなどによ
り高振動向きや低振動向き、などに大別される。従っ
て、測定対象によって、即ち、加速度の範囲によって、
加速度計を選択的に使用しなければならない不都合があ
る。
【０００９】本発明の目的は、上述した従来の２つの問
題を解消することにあり、サイズモ系の構造を採用せず
に、１個の加速度計で３軸の全方位に対して均等な計測
能力を有し、かつ広範囲な測定を可能とする加速度計を
提供することにある。
題を解消することにあり、サイズモ系の構造を採用せず
に、１個の加速度計で３軸の全方位に対して均等な計測
能力を有し、かつ広範囲な測定を可能とする加速度計を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による磁性流体を
用いた３軸加速度計は、球形の錘と、前記球形の錘を収
納する球形の格納容器と、前記錘と前記球形の格納容器
との間に封入される磁性流体と、前記球形の錘の表面
（又は前記球形の格納容器の内表面）に配置された複数
個の磁石であって前記複数の磁石の各々は前記磁性流体
に磁力を及ぼすために前記球形の錘の表面（又は前記球
形の格納容器の内表面）において隣接する磁石と互いに
逆の極性を有するように配置された磁石と、前記球形の
格納容器の表面に配置され前記球形の錘に加速度が加わ
ったときに前記磁性流体に生じる圧力の変化を検出する
複数個の流体圧力計と、で構成されている。
用いた３軸加速度計は、球形の錘と、前記球形の錘を収
納する球形の格納容器と、前記錘と前記球形の格納容器
との間に封入される磁性流体と、前記球形の錘の表面
（又は前記球形の格納容器の内表面）に配置された複数
個の磁石であって前記複数の磁石の各々は前記磁性流体
に磁力を及ぼすために前記球形の錘の表面（又は前記球
形の格納容器の内表面）において隣接する磁石と互いに
逆の極性を有するように配置された磁石と、前記球形の
格納容器の表面に配置され前記球形の錘に加速度が加わ
ったときに前記磁性流体に生じる圧力の変化を検出する
複数個の流体圧力計と、で構成されている。
【００１１】好適な実施形態として、前記球形の錘の中
心部には、前記錘の比重を調整するための空洞が設けら
れている。さらに好適な実施形態として、前記流体圧力
計には、前記球形の格納容器の壁を貫通して前記磁性流
体に至る圧力検知管が設けられている。さらに好適な実
施形態として、前記流体圧力計は、前記球形の錘の中心
部を座標軸の原点とするＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上に、それ
ぞれ対向する如く一対ずつ設けられている。
心部には、前記錘の比重を調整するための空洞が設けら
れている。さらに好適な実施形態として、前記流体圧力
計には、前記球形の格納容器の壁を貫通して前記磁性流
体に至る圧力検知管が設けられている。さらに好適な実
施形態として、前記流体圧力計は、前記球形の錘の中心
部を座標軸の原点とするＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上に、それ
ぞれ対向する如く一対ずつ設けられている。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明では、全方位に均等で、か
つ広い測定範囲を有する加速度計を提案するために、サ
イズモ系の構造は採用せず、以下の基本構造を有する。 １．錘を球形とする。 ２．この球形の錘を球形の格納容器に収納する。
つ広い測定範囲を有する加速度計を提案するために、サ
イズモ系の構造は採用せず、以下の基本構造を有する。 １．錘を球形とする。 ２．この球形の錘を球形の格納容器に収納する。
【００１３】３．球形の錘の表面、又は格納容器の内表
面（内壁面）のどちらか一方に、隣接する同士で互いに
逆の極性を持つように多数の磁石を配置し、錘と格納容
器の間隙に、略均等な磁場を発生させる。 ４．格納容器内に、錘とともに磁性流体を封入すること
により、錘を格納容器内で磁性流体により無接触支持さ
せる。
面（内壁面）のどちらか一方に、隣接する同士で互いに
逆の極性を持つように多数の磁石を配置し、錘と格納容
器の間隙に、略均等な磁場を発生させる。 ４．格納容器内に、錘とともに磁性流体を封入すること
により、錘を格納容器内で磁性流体により無接触支持さ
せる。
【００１４】５．格納容器の３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）方向
の所定位置に、複数の流体圧力計を配置し、磁性流体の
圧力の変化を測定する。 ６．各流体圧力計の測定値から、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）により加速度を計算する。以下に、本発明の一実施
形態を図面にそって説明する。
の所定位置に、複数の流体圧力計を配置し、磁性流体の
圧力の変化を測定する。 ６．各流体圧力計の測定値から、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）により加速度を計算する。以下に、本発明の一実施
形態を図面にそって説明する。
【００１５】図１は本発明による一実施形態としての３
軸加速度計の要部構成図であり、図２は図１の３軸加速
度計の一部切り欠き全体図であり、図３（Ａ），（Ｂ）
は錘と磁石と磁性流体との関係を示す詳細図である。こ
れらの図中、１は錘、１ａは錘の中心部の空洞、１ｂは
磁石、２は磁性流体、３は格納容器、３ａは結合用フラ
ンジ、３ｂは磁性流体注入口、４は流体圧力センサ、４
ａは圧力センサ内のダイアフラム、４ｂは圧力センサの
リード、４ｃは圧力センサの圧力検知管、５はＣＰＵ、
６はハウジングケース、７は磁力線、である。
軸加速度計の要部構成図であり、図２は図１の３軸加速
度計の一部切り欠き全体図であり、図３（Ａ），（Ｂ）
は錘と磁石と磁性流体との関係を示す詳細図である。こ
れらの図中、１は錘、１ａは錘の中心部の空洞、１ｂは
磁石、２は磁性流体、３は格納容器、３ａは結合用フラ
ンジ、３ｂは磁性流体注入口、４は流体圧力センサ、４
ａは圧力センサ内のダイアフラム、４ｂは圧力センサの
リード、４ｃは圧力センサの圧力検知管、５はＣＰＵ、
６はハウジングケース、７は磁力線、である。
【００１６】本発明の主要構成部品について、以下に詳
細に説明する。錘について錘１は非磁性体の金属であ
り、表面に略均等に多数の孔が彫り込まれており、各孔
に磁石１ｂをＮ極とＳ極が交互に向き合うように埋め込
まれている。このため、錘１の表面は図３（Ａ）のよう
に、略均等に磁力線７で覆われている。
細に説明する。錘について錘１は非磁性体の金属であ
り、表面に略均等に多数の孔が彫り込まれており、各孔
に磁石１ｂをＮ極とＳ極が交互に向き合うように埋め込
まれている。このため、錘１の表面は図３（Ａ）のよう
に、略均等に磁力線７で覆われている。
【００１７】なお、磁力線７は隣接するＮ極とＳ極の間
を結び、網目状に分布するため、磁力線７が及ばない空
白部分も磁力線７に囲いこまれることになり、磁性流体
２の流動を拘束することができる。磁石１ｂはプラスチ
ック磁石、又はフェライト磁石等が適切である。図３
（Ｂ）のとおり、そして、各磁石１ｂは錘１と格納容器
３の間隙を磁力線７でカバーできる程度の磁力を有す
る。
を結び、網目状に分布するため、磁力線７が及ばない空
白部分も磁力線７に囲いこまれることになり、磁性流体
２の流動を拘束することができる。磁石１ｂはプラスチ
ック磁石、又はフェライト磁石等が適切である。図３
（Ｂ）のとおり、そして、各磁石１ｂは錘１と格納容器
３の間隙を磁力線７でカバーできる程度の磁力を有す
る。
【００１８】また、図１に示すように、錘１の中心部に
は空洞１ａが空けられている。これは、磁場の中の磁性
流体２の見かけの比重に合わせて錘１の比重を調整する
ためのものであり、これにより錘１は格納容器３のほぼ
中央に浮遊することができる。 格納容器について 錘１を格納する格納容器３は樹脂で球形に成形されてい
る。この格納容器３は２分割が可能な構造であり、錘１
を格納した後、結合用フランジ３ａにおいて接着剤で結
合される。格納容器３内は、錘１よりやや大きめの球形
をなしているため、注入口３ｂより磁性流体２を注入す
ると、錘１と格納容器３との間の間隙に磁性流体２が均
等に流入する。その結果、錘１は格納容器３の中央部に
浮遊する状態で、格納容器３には無接触で支持される。
は空洞１ａが空けられている。これは、磁場の中の磁性
流体２の見かけの比重に合わせて錘１の比重を調整する
ためのものであり、これにより錘１は格納容器３のほぼ
中央に浮遊することができる。 格納容器について 錘１を格納する格納容器３は樹脂で球形に成形されてい
る。この格納容器３は２分割が可能な構造であり、錘１
を格納した後、結合用フランジ３ａにおいて接着剤で結
合される。格納容器３内は、錘１よりやや大きめの球形
をなしているため、注入口３ｂより磁性流体２を注入す
ると、錘１と格納容器３との間の間隙に磁性流体２が均
等に流入する。その結果、錘１は格納容器３の中央部に
浮遊する状態で、格納容器３には無接触で支持される。
【００１９】格納容器３には、容器の中心を原点とする
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸と、格納容器３の内壁との交点
の位置に、各軸毎に１対の流体圧力センサ、即ち、合計
３対（６個）の流体圧力センサ４が取り付けされてい
る。各流体圧力センサの圧力検知管４ｃから磁性流体２
をセンサ内部に導入している。 流体圧力センサについて 流体圧力センサ４はダイアフラム型デジタル圧力センサ
であり、圧力検知管４ｃからの磁性流体２の圧力を圧力
センサ内のダイアフラム４ａで捉え、圧力の変化をデジ
タル信号に変換した後、ＣＰＵ５に伝達する。なお、図
２において、錘１と磁性流体２と格納容器３と流体圧力
センサ４との位置関係を説明している。なお、本例では
Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸上に各一対ずつ３対（６個）の圧力セ
ンサを用いたが、圧力センサを差圧型とすることによ
り、対極の圧力差を１個のセンサで捉えることも可能と
なる。この場合ではセンサの個数を半減することがで
き、その分、データの演算も簡素化される。しかし、対
極に位置するゲートからセンサの位置まで長い圧力ポー
トを格納容器に収納しなければならない。
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸と、格納容器３の内壁との交点
の位置に、各軸毎に１対の流体圧力センサ、即ち、合計
３対（６個）の流体圧力センサ４が取り付けされてい
る。各流体圧力センサの圧力検知管４ｃから磁性流体２
をセンサ内部に導入している。 流体圧力センサについて 流体圧力センサ４はダイアフラム型デジタル圧力センサ
であり、圧力検知管４ｃからの磁性流体２の圧力を圧力
センサ内のダイアフラム４ａで捉え、圧力の変化をデジ
タル信号に変換した後、ＣＰＵ５に伝達する。なお、図
２において、錘１と磁性流体２と格納容器３と流体圧力
センサ４との位置関係を説明している。なお、本例では
Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸上に各一対ずつ３対（６個）の圧力セ
ンサを用いたが、圧力センサを差圧型とすることによ
り、対極の圧力差を１個のセンサで捉えることも可能と
なる。この場合ではセンサの個数を半減することがで
き、その分、データの演算も簡素化される。しかし、対
極に位置するゲートからセンサの位置まで長い圧力ポー
トを格納容器に収納しなければならない。
【００２０】ＣＰＵについて ＣＰＵ５は各圧力センサからのデータを解析し、計測対
象物の加速度の方向と大きさを計算する。以上のように
構成することより、球形の錘１は、格納容器３内に磁性
流体２により無接触支持され、従って、支持体による拘
束を離れて全方位の計測が可能となる。また、球形の錘
１は磁性流体２によって無接触支持されるので、磁性流
体２の緩衝力による制振機能から、錘１の固有振動数に
よる振動を低く抑えることができる。
象物の加速度の方向と大きさを計算する。以上のように
構成することより、球形の錘１は、格納容器３内に磁性
流体２により無接触支持され、従って、支持体による拘
束を離れて全方位の計測が可能となる。また、球形の錘
１は磁性流体２によって無接触支持されるので、磁性流
体２の緩衝力による制振機能から、錘１の固有振動数に
よる振動を低く抑えることができる。
【００２１】球形の錘１に作用する加速度は、錘１を変
位させるのではなく、錘１の周囲の磁性流体２への圧力
に転換させる。このため、測定可能な加速度の範囲は流
体圧力センサ４の感度の範囲となり、測定範囲を広くと
ることができる。また、格納容器３は錘１より僅かに大
きい球状であるため、錘１と格納容器３の間隔は極めて
狭くすることができる。また、錘１の比重は、その中心
部の空洞１ａにより磁場中の磁性流体２の見かけの比重
に調整されているため、錘１は格納容器３内のほぼ中央
に浮遊することができる。このため、磁性流体２は錘１
の表面に対して薄く均等な分布状態となると同時に、格
納容器３内の磁場により強く均一に拘束される。
位させるのではなく、錘１の周囲の磁性流体２への圧力
に転換させる。このため、測定可能な加速度の範囲は流
体圧力センサ４の感度の範囲となり、測定範囲を広くと
ることができる。また、格納容器３は錘１より僅かに大
きい球状であるため、錘１と格納容器３の間隔は極めて
狭くすることができる。また、錘１の比重は、その中心
部の空洞１ａにより磁場中の磁性流体２の見かけの比重
に調整されているため、錘１は格納容器３内のほぼ中央
に浮遊することができる。このため、磁性流体２は錘１
の表面に対して薄く均等な分布状態となると同時に、格
納容器３内の磁場により強く均一に拘束される。
【００２２】そして、本発明の３軸加速度計に加速度が
加わると、錘１は慣性の法則により相対的に、格納容器
３内で加速度方向と反対の方向に動こうし、その方向に
位置する磁性流体２に圧力を加えるように作用する。逆
に錘１の対極側の位置、即ち、加速度方向に位置する磁
性流体２については、圧力を減少させるように作用す
る。磁性流体２にこのような加圧及び減圧を作用させる
と、一般に、加圧部分から減圧部分へ流体の移動が発生
することになるが、本発明では磁性流体２は狭い間隙で
磁場により拘束されているため、磁性流体２は加圧部分
から減圧部分へ流動することができず、結果的に加速度
の入力軸に沿って高圧部と低圧部を発生する。従って、
磁性流体２中の圧力の分布を測定すれば、加速度の入力
軸の方向を測定することができる。
加わると、錘１は慣性の法則により相対的に、格納容器
３内で加速度方向と反対の方向に動こうし、その方向に
位置する磁性流体２に圧力を加えるように作用する。逆
に錘１の対極側の位置、即ち、加速度方向に位置する磁
性流体２については、圧力を減少させるように作用す
る。磁性流体２にこのような加圧及び減圧を作用させる
と、一般に、加圧部分から減圧部分へ流体の移動が発生
することになるが、本発明では磁性流体２は狭い間隙で
磁場により拘束されているため、磁性流体２は加圧部分
から減圧部分へ流動することができず、結果的に加速度
の入力軸に沿って高圧部と低圧部を発生する。従って、
磁性流体２中の圧力の分布を測定すれば、加速度の入力
軸の方向を測定することができる。
【００２３】このことから、計測された３軸各軸の流体
圧力センサ４の圧力の大きさと分布状態を、ＣＰＵ５に
より解析することにより、加速度の大きさと方向を計算
することができる。即ち、各流体圧力センサ４からの圧
力信号はＣＰＵ５に送られ、加速度の大きさと方向が計
算される。なお、重力による影響は、加速度計を固定物
に設置する場合では、重力加速度の大きさと方向が一定
となるため計算は容易である。しかし乗物などの姿勢変
化を伴うものに設置する場合は、ジャイロコンパスや水
準器などの姿勢変化の情報支援が必要である。
圧力センサ４の圧力の大きさと分布状態を、ＣＰＵ５に
より解析することにより、加速度の大きさと方向を計算
することができる。即ち、各流体圧力センサ４からの圧
力信号はＣＰＵ５に送られ、加速度の大きさと方向が計
算される。なお、重力による影響は、加速度計を固定物
に設置する場合では、重力加速度の大きさと方向が一定
となるため計算は容易である。しかし乗物などの姿勢変
化を伴うものに設置する場合は、ジャイロコンパスや水
準器などの姿勢変化の情報支援が必要である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３次元方向に任意の加速度を、格納容器内に収納した球
形の錘の変位により生じる磁性流体の圧力の変化により
測定するようにしたので、従来のサイズモ系に比べて構
造が単純で正確な加速度を検出することができる。
３次元方向に任意の加速度を、格納容器内に収納した球
形の錘の変位により生じる磁性流体の圧力の変化により
測定するようにしたので、従来のサイズモ系に比べて構
造が単純で正確な加速度を検出することができる。
【００２５】また、加速度を磁性流体の圧力に変換する
ことにより、流体圧力計の感度の範囲を広げることがで
き、静的な加速度から、衝撃的で動的な加速度までの加
速度の大きさの測定可能範囲を大幅に拡大させることが
できる。このため、簡単な構造で慣性誘導装置を製作で
きるばかりか、コンピュータ・グラフィックへの３次元
位置入力装置として３Ｄマウス等への応用が可能であ
る。
ことにより、流体圧力計の感度の範囲を広げることがで
き、静的な加速度から、衝撃的で動的な加速度までの加
速度の大きさの測定可能範囲を大幅に拡大させることが
できる。このため、簡単な構造で慣性誘導装置を製作で
きるばかりか、コンピュータ・グラフィックへの３次元
位置入力装置として３Ｄマウス等への応用が可能であ
る。
【図１】本発明による一実施形態としての３軸加速度計
の要部構成図である。
の要部構成図である。
【図２】図１による３軸加速度計の一部切り欠き全体図
である。
である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は錘と磁石と磁性流体との関係
を示す詳細図である。
を示す詳細図である。
１…錘 １ａ…中心部の空洞 １ｂ…磁石 ２…磁性流体 ３…格納容器 ３ａ…結合用フランジ ３ｂ…磁性流体注入口 ４…流体圧力センサ ４ａ…ダイアフラム ４ｂ…リード ４ｃ…圧力検知管 ５…ＣＰＵ ６…ハウジングケース ７…磁力線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/02 - 15/18 G01H 1/00 - 1/16
Claims (5)
- 【請求項１】 磁性流体を用いた３軸加速度計であっ
て、 球形の錘と、 前記球形の錘を収納する球形の格納容器と、 前記錘と前記球形の格納容器との間に封入される磁性流
体と、 前記球形の錘の表面に配置された複数個の磁石であっ
て、前記複数の磁石の各々は、前記磁性流体に磁力を及
ぼすために、前記球形の錘の表面において隣接する磁石
と互いに逆の極性を有するように配置された磁石と、 前記球形の格納容器の表面に配置され、前記球形の錘に
加速度が加わったときに、前記磁性流体に生じる圧力の
変化を検出する複数個の流体圧力計と、 を具備する３軸加速度計。 - 【請求項２】 磁性流体を用いた３軸加速度計であっ
て、 球形の錘と、 前記球形の錘を収納する球形の格納容器と、 前記錘と、前記球形の格納容器との間に封入される磁性
流体と、 前記球形の格納容器の内表面に配置された複数個の磁石
であって、前記複数の磁石の各々は、前記磁性流体に磁
力を及ぼすために、前記球形の格納容器の内表面におい
て隣接する磁石と互いに逆の極性を有するように配置さ
れた磁石と、 前記球形の格納容器の表面に配置され、前記球形の錘に
加速度が加わったときに、前記磁性流体に生じる圧力の
変化を検出する複数個の流体圧力計と、 を具備する３軸加速度計。 - 【請求項３】 前記球形の錘の中心部には、前記錘の比
重を調整するための空洞が設けられている請求項１又は
２に記載の３軸加速度計。 - 【請求項４】 前記流体圧力計には、前記球形の格納容
器の壁を貫通して前記磁性流体に至る圧力検知管が設け
られている請求項１又は２に記載の３軸加速度計。 - 【請求項５】 前記流体圧力計は、前記球形の錘の中心
部を座標軸の原点とするＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸上に、それ
ぞれ対向する如く一対ずつ設けられている請求項１，
２，３又は４に記載の３軸加速度計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000087310A JP3311329B2 (ja) | 1999-04-01 | 2000-03-27 | 磁性流体を用いた３軸加速度計 |
| AU74526/00A AU7452600A (en) | 2000-03-27 | 2000-10-02 | Three-axis accelerometer using magnetic fluid |
| PCT/JP2000/006848 WO2001073449A1 (fr) | 2000-03-27 | 2000-10-02 | Accelerometre triaxial utilisant un fluide magnetique |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13046399 | 1999-04-01 | ||
| JP11-130463 | 1999-04-01 | ||
| JP2000087310A JP3311329B2 (ja) | 1999-04-01 | 2000-03-27 | 磁性流体を用いた３軸加速度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000346864A JP2000346864A (ja) | 2000-12-15 |
| JP3311329B2 true JP3311329B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=26465588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000087310A Expired - Fee Related JP3311329B2 (ja) | 1999-04-01 | 2000-03-27 | 磁性流体を用いた３軸加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3311329B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011242246A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 地震加速度の検出方法 |
| CN102060060A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-18 | 泰山学院 | 电磁驱动球形机器人 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000087310A patent/JP3311329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000346864A (ja) | 2000-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK178987B1 (en) | Method and apparatus for sensing underwater signals | |
| US5365671A (en) | Inclinometer | |
| JP2008537139A (ja) | センサ装置を備える装置 | |
| JP4223554B2 (ja) | 姿勢あるいは加速度の３次元的な測定のためのセンサ装置 | |
| US4706498A (en) | Apparatus and method for measuring movement | |
| JP3089399B2 (ja) | ３成分地震計 | |
| JP2008507711A (ja) | 振動センサ | |
| CN107390155A (zh) | 一种磁传感器校准装置和方法 | |
| CN108872637B (zh) | 一种两轴挠性摆式加速度计 | |
| EP2513620B1 (en) | Magnetic force sensor | |
| CN106771360B (zh) | 一种单轴mems加速度计 | |
| JP3311329B2 (ja) | 磁性流体を用いた３軸加速度計 | |
| CN106443069B (zh) | 一种基于各向异性磁电阻效应的差分式单轴mems加速度计 | |
| KR20010043340A (ko) | 변위 센서 및 이를 이용한 이동 정보 수집 장치 | |
| CN217483543U (zh) | 一种集成传感器芯片 | |
| WO2001073449A1 (fr) | Accelerometre triaxial utilisant un fluide magnetique | |
| US4684888A (en) | Apparatus subject to random accelerative motion for sensing motion of a magnetically susceptible part | |
| JP2004045362A (ja) | 蓄圧室を備えた磁性流体式三軸加速度計 | |
| CN106771354B (zh) | 一种单轴mems加速度计 | |
| CN106501547B (zh) | 一种基于巨磁电阻效应的差分式单轴mems加速度计 | |
| RU2488125C1 (ru) | Акселерометр гидростатический | |
| Ali et al. | Issues and Challenges of Sensor Technologies in Microelectromechanical System (MEMS) in Smartphones for Motion Tracking Applications | |
| CN107167113A (zh) | 一种倾角检测装置及其角度解算方法 | |
| Taniguchi et al. | The 5-axis motion sensor | |
| US20230204622A1 (en) | Dual and triple axis accelerometers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100524 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110524 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110524 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120524 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120524 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130524 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |