パッチングエラー低減型ファイバーブラッググレーティング多次元力センサー
Low-Patching-Error Fiber Bragg Grating Multi-Dimensional Force Sensor
本論文では、ファイバーブラッググレーティング(FBG)多次元力センサーにおけるパッチングエラーの問題を回避するため、等強度梁構造をクロスビーム弾性要素に応用し、改良型FBG多次元力センサーを設計・実装した。改良型弾性体の感度変化率は、従来のクロスビーム弾性要素と比較して大幅に改善され、XまたはY方向で約11%、Z方向で約35%となった。これにより、感応部品のパッチング精度に対する要求が大幅に低減される。改良型FBG三次元力センサーの繰り返し性およびヒステリシスは、フルスケール(200 N)の1%未満である。X方向の測定誤差は0.27 N(従来型は0.9 N)、Z方向の測定誤差は0.62 N(従来型は5.73 N)と、従来型センサーよりも大幅に低減された。この改良により、FBG三次元力センサーの測定精度が著しく向上し、多次元力センサーの量産と性能向上に重要な技術的参考を提供する。
- 改良型FBG三次元力センサーの感度変化率が従来比でX/Y方向約11%、Z方向約35%改善された
- X方向の測定誤差が従来の0.9Nから0.27Nへ、Z方向は5.73Nから0.62Nへ大幅に低減された
FBG多次元力センサーのパッチングエラー低減技術は、産業ロボットや精密計測分野での力センサー精度向上につながる。測定誤差をX方向で約3倍、Z方向で約9倍改善しており、量産性の向上も示唆されるため、センサー部品サプライヤーやロボット関連企業にとって精度向上とコスト削減の両面で価値がある。ただし、具体的な企業名や商用化計画は記載されておらず、投資判断の根拠としては限定的。