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懸架系 †
under construction
2022/06/13 -- 2022/07/20?
メンバー: 安東正樹、小森健太郎、高野哲、藤本拓希、大島由佳、小野將矢
目的 †
- ミラーマウントのような感覚で使える振り子を設計・製作する
- 振り子設計の知見の共有・記録(cf. 道村さんがセミナーでB4に振り子は難しい/資料がない/ノウハウが失われているなどと指摘)
- 注意点: 振り子の設計がブラックボックス化。設計機会が失われる
進め方 †
- 小野くんが修士論文の研究に必要な振り子を設計・製作
- 週2時間程度の対面ミーティングで質問・コメントし、安東研内の知見を集約して設計を検討
- 小野くんの負担を軽減する/客観的な記録を残すために、文書化(このwiki)は大島が担当
用語・部品名の定義 †
以下で用いる用語や部品名の定義
(図を挿入予定)
大まかな設計図 †
組み立て手順 †
0. 準備
- 組み上げ場所とインストール場所の水平出し
- コントロールブロックを組み上げる
- やぐらを組み上げる
- やぐらに板バネを付けておく
- テストマスに耳を付け、ミラー、磁石を付ける
- ダンピングサポートに磁石を付ける
- コイルにLEMOなどはんだ付け
(下から組み上げていく)
1. テストマス~中段マス
- 別のジグを使ってテストマスを1階部分に固定する
- テストマスの水平出し
- ハイトゲージで耳の左右の高さを揃える
- テストマスの耳の横をワイヤを通す
- 中段マスの下コアの水平出し、固定(2階)
- ステージで1cm持ち上げる、ガイドに沿わせる
- 持ち上げた後にも水平を確かめる
- 左右のワイヤに独立にz方向にマイクロステージ(3階)
- 中段マスにワイヤをクランプする(2階)
- 左右のワイヤを同時にクランプする
- ワイヤを切断
2. テストマス~中段マス~懸架点
- 台の水平出し
- ステージの上にワイヤ取り付け
- おもりを取り付け
- クランプ(数時間~1日放置？電流流す？)
- 中段マスをセット、クランプをマウント、中段マスの水平出し
- 懸架点クランプ用のステージにワイヤを取り付け、水平出し
- 中段マス外側におもりをつける
- 試験マスより下だけを外せるようにするのか？外側のおもりをつけたらコアは隠れてしまうのか？
- 浮き上がったところでクランプ
- 今日初めに説明した手順はそのまま使える
- 板バネに吊るす手順が増える
2. 続き 板バネと懸架点
- 十字型の板バネ
- 短辺5 mm、長辺40 mm、厚さ0.2 mm、りん青銅
- 複数の板バネを噛み合わせたとき線形バネじゃなくなるかもしれない
- 板バネ4本の個体差の補償の仕方
- バネの上から物を載せる？
- クランプ部分にダンベル構造を用意しておいてカウンターウェイトを付ける
- 作る側の手間 か 吊る側の手間か
- 板バネに開ける穴の遊びでバネ定数の差が生まれそう
- クランプを1箇所にして4つのバネ定数を測れそう
- バックアッププランの機構に交換できるようにスペースに余裕を持った設計にする
- バネ定数の個体差によるカップリングが気になったら懸架点直後を1本吊りにする
- バネ定数自身の調整はできない
- カウンターウェイトをいつ載せるのか
- 傾きのずれは目で見てわかるレベルなのか
3. ダンピングサポート~懸架点
- 精度がいらないから吊るのは簡単
- ワイヤで吊るなら共振周波数3 - 5 Hz
- ちょっと硬めの棒？
- リボンで吊る？ → xとyを同じにしたいからこれは良くない
- ロの字のマスにする
- いつインストールするのか ← 中段マスとの干渉は？
- 4枚の板？
- ダンピングマスと中段マスの間に着磁性を持っていてマスが傾きがち
- 4本吊り
- 縦防振は一体型(2個)
- TAMAは一体型(曲げて作ってる)
- ネジでクランプするなら曲げモーメントで共振周波数2倍
- 共振周波数を3-5 Hzにしたい
- 振り子と同じワイヤで吊ると共振周波数が同じになってダンピングが効かない
- 太めのワイヤ or 細めの棒
- 1 mmのザグリを掘っておく
- ワイヤチャックのCADはない
- 中段マスを吊るのと同じ手順
- 板バネは多めに発注してバネ定数が近いものを選ぶ
- クランプはやぐらの上から付ける
- アクセスがいいから
- やぐらにクランプが通るようの穴を開ける必要がある
懸案事項
1.
- テストマスの形状は真円の上下を切り取ったものか、楕円の上下を切り取ったものか
- 台形のクランプは試作室での作るのも吊るのも難しい
→ 直方体の小さいクランプを作る
- クランプの下にワイヤを水平にするためのガイドを用意する?
- 摩擦がかかる分テンションが変わってしまう
- ワイヤを水平にすれば斜め問題は解決するがクランプが大きくなってしまう
→ ガイドなし、斜めワイヤで小さなクランプにすればよいのでは？
→ 小さなクランプなら直方体のガイドでよい
- クランプは1つにして2本のワイヤを一気に固定する方がいい
2.
- 板バネに別のおもりを付けてたわませた状態でクランプするのか？
- 板バネから棒をはやして板を吊るして、そこに懸架点を作る
- 板バネにクランプしなくて良い
- 調整は板バネか懸架点の板
- 板バネを1枚にしてそこから懸架する
- 振り子全体の高さはステージで調整できる
- pitchとyawの調整もできないのは良くないかも
- やぐらをなくせて場所を節約できる → 独立なワイヤを用意できなくてダンピングの縦防振ができない
- 板バネ複数枚で懸架点は1つ、やぐらありにしてダンピング系は独立につる？ ← これでいく
- 板バネの個体差が出ない、補正の自由度が1つにまとまる、吊りやすい
- yawの回転ステージを懸架点のところにおく ← ピコモーター
- pitchの調整はしない ← 場所もないし、ワイヤの長さが合ってるから大丈夫
- ダンピングマグネットを吊る必要があるのか？
- 3次にしたいのか4次にしたいのか
- 3次で十分だけど4次にするのも難しくない
- 2本吊り？4本吊り？
- 4本吊り
- yawのダンピングがちょっと弱いかも、でも大丈夫
A. 板バネ
- リン青銅 0.1 mm
- 1 cmのたわみで5 Hz
- 板バネの個体差をどう補償するのか
- ワイヤの長さを同じにして歪み量も同じにしたい
- 板バネの先にカウンターウェイトをつける
- 試験マス+中段マスの10%分を乗せられるように
- 板バネT字型 or 扇形
- 懸架点の高さを左右で変えるのは良くない。左右のモードが硬くなる
B. TAMAの話
- ジグとセーフティが兼ねる場合もある
- テストマスから上に伸びるワイヤは幅が狭くなっていく
- Yawを柔らかくするため
C. 全体の高さ調整について
- しない
- 板バネ調整で沈み込む可能性がある
- 重くすることはできないから軽めに作っておく
参考資料 †
![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
