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BATTERYLESS METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ACCELERATION BY OSCILLATING GENERATOR

Patent code P06P004459
File No. IP144
Posted date Dec 13, 2006
Application number P2005-153346
Publication number P2006-329800A
Patent number P4934801
Date of filing May 26, 2005
Date of publication of application Dec 7, 2006
Date of registration Mar 2, 2012
Inventor
  • (In Japanese)中野 公彦
  • (In Japanese)磯村 俊祐
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title BATTERYLESS METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING ACCELERATION BY OSCILLATING GENERATOR
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a batteryless method and an apparatus for measuring acceleration by an oscillating generator and capable of accurately estimating the acceleration of vibration.

SOLUTION: When oscillation is added to the oscillating generator 1, a voltage is generated in coils 14 and 15. The generated voltage is measured by a voltmeter 4. A force to be provided for a magnet is computed by a digital computer 5 on the basis of its value through the use of a disturbance-accommodating control theory, and a current is controlled by an electric/electronic circuit 3 according to this. An estimate value of the acceleration of input oscillation is determined by the digital computer 5 by inverse operation from the generated voltage. A force given to the magnet by the current flowing through the coils 14 and 15 and a value of the generated voltage generated by it are compared with a value of a generated voltage computed on the basis of a relational expression between a force given to a magnet by a current flowing through a coil and a generated voltage to determine their difference. The estimate value is corrected by an observer in consideration of this to estimate an estimate value xeα of the acceleration of the oscillation input to the oscillation power generator 1.

Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来より振動から発電を行う様々な装置(以下振動発電機と呼ぶ)が発明されている。例示すれば、回転錘を用いて腕の動きから発電を行う発電機を取り付けた腕時計、油圧もしくは空圧式のショックアブソーバを用いて車両走行中の振動から発電を行う発電機、振動によって往復動する磁石の運動エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換し得る発電機(例えば、特許文献1参照)、圧電素子と方持ち梁を利用した発電機、磁気ばねを利用した発電機などの多数の発明が存在する。



また、アクチュエータを用いて振動している物体に力を加えることによって振動を低減させることを目的とした制振装置において,振動を低減すると同時にアクチュエータで発電を行う装置に関する発明も存在する。しかし、振動発電機によって加速度を計測する技術に関する発明は少なく、本出願人の検索結果では唯1件だけ見出されるにすぎなかった(例えば、特許文献2参照)。




【特許文献1】特開平11-262234号公報

【特許文献2】特開2004-163214号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は振動から発電を行う振動発電機の発電電圧から当該発電機が曝された振動の加速度を計測する技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
(1)(a)バネによって支えられた磁石と発電機の外枠に固定されたコイルからなる振動発電機と、
(b)発電動力を蓄える充電池又はキャパシタと、
(c)充電池又はキャパシタと発電機を接合する電流制御の電気・電子回路と、
(d)電圧を検出する電圧計と
(e)デジタル計算機
よりなり、
(2)前記充電池又はキャパシタに蓄えられた電流は、デジタル計算機からの指示により前記電流制御の電気・電子回路を介して振動発電機のコイルに逆流させることにより振動発電機の磁石の振動を低減させるアクチュエータ機能を有し、
(3)加速度は、
(a)振動発電機の磁石と外枠との振動の差に基づく相対速度により生ずる該コイルの電流と、
(b)該コイルの振動を低減させるべく充電池又はキャパシタに蓄えられた電力を前記電流制御の電気・電子回路を介してコイルに供給(逆流)する電流との合計の電流から計算される電圧を
(c)前記電圧計で検出し、これをデジタル計算機にフィードバックし、
(d)該デジタル計算機において、フィードバックされる経時的に変化する電圧から外乱包含制御に基づき設計され、且つカルマンフィルタを利用するデジタル計算機による指示に基づき、振動低減のための充電池又はキャパシタからの電流量を制御し、且つその経時的変化から振動発電機の外枠の加速度を推定することを特徴とする
無電源型加速度測定器。


【請求項2】
 
上記バネは、振り子又は磁気バネであることを特徴とする請求項1記載の振動発電機による無電源型加速度計測器。
Industrial division
  • Measurement
  • Traffic, transportation
  • (In Japanese)発電、電動
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2005153346thum.jpg
State of application right Right is in force
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