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動的挙動計測の活用事例

変位計測

モーションキャプチャOptiTrackを使った動的挙動計測は、非接触で多点同時に3軸のデータをリアルタイムに取得する計測機器として、振動試験や耐久試験、剛性試験等、多くの用途で使われています。従来の変位計や加速度計等のセンサーで行っていた計測の多くは、OptiTrackに置き換える事で実験の工数を大幅に短縮できます。例えばこれまで設置に1日かかった試験では、OptiTrackでは2時間ほどで設置が完了、すぐに試験を開始できます。また、解析ソフトウェアSKYCOMは、OptiTrackで取得したデータを簡単に解析、比較する事ができ、解析の工数も短縮する事ができます。さらに、リアルタイムで様々なデータを表示しながら実験を行う事ができるため、実験の進行や供試体の状態の掌握、実験データの確認をリアルタイムで行えます。研究開発や生産技術部門を中心に、自動車部品や構造物、重機械、家電等、多くのものづくり現場で活用されています。

大型振動台上での動的挙動計測

8m×8mの振動試験機上で構造物の動的挙動(変位や加速度)をリアルタイムに計測した事例です。 対象の挙動を計測したい箇所に自由にセンサー(反射マーカー)を貼付し、非接触でリアルタイムに変位や加速度、周波数等の計測を行っています。同一座標からの多チャンネル計測がワイヤレスで可能となります。さらに、振動台上にもセンサーを取り付ける事で振動台のストロークをキャンセル、構造物の純粋な挙動を算出しています。OptiTrackのカメラはPrime 41を使用し、30m先のセンサーも高い精度で計測しています。この計測では、校正証明されているレーザー変位計を用いて精度を検証した後に非接触で100点以上の計測を行っています。

小型部品の微細挙動の計測

耐久試験で直径10mm以下の小型のパイプを加振した際の変形やひずみを計測した事例です。この計測では最大変位で0.8mmの微細な変位をリアルタイムで計測する事により、部品の強度設計における実験での確認や老朽箇所の特定を行っています。解析ソフトウェアSKYCOMを使う事により、同時に計測した多点の変位やひずみをドラッグ&ドロップで簡単に解析しています。今回の空間で最大誤差0.1mmの高精度計測ができるOptiTrackのカメラPrime 13とSKYCOMの組み合わせだからこそ実現できる計測で、引張試験や圧縮試験等の各種耐久試験でも活用されています。

振動台上の車体挙動計測

振動試験機上の自転車の挙動をリアルタイムに計測した事例です。タイヤカバーをはじめ様々な箇所にセンサー(反射マーカー)を貼付し、ワイヤレスで複数点の変位を計測しています。変位量の大小を色変化で視覚的に表現する事で、リアルタイムに現象を掌握しながら計測を進める事ができます。また、OptiTrackのカメラPrime 17Wで計測し、SKYCOMのリアルタイム周波数解析機能を使う事により共振による固有振動数の特定も行っています。加速度計やひずみゲージ等を用いた実験と比較して準備工数も飛躍的に短縮できます。さらに、無線かつ質量1g以下のセンサーで計測できるため、これまでセンサーを取り付けられなかった環境でも計測を行った多くの実績があります。

車体剛性試験での変位計測

振動試験機で車体を揺らした剛性試験での変形やひずみを計測した事例です。OptiTrackでは数百点のセンサー(反射マーカー)を供試体に貼付する事で、多チャンネル計測を同一座標で実現可能です。そのため、微細な変位を非常に細かいピッチで取得する事が可能です。例えば乗用車の車体のフレームを計測した場合、50μm、0.01°の精度で変位やねじれの計測を行う事ができます。さらに解析ソフトウェアSKYCOMを使って、2つの実験データを比較、仮説の立証にもお使いいただいています。OptiTrackのカメラPrime 41で車体全体を高精度に計測する事例やPrime 13で小さい部品の微細な変位を計測する事例等、大小様々な剛性試験でもOptiTrackは活躍しています。

剛性試験 動画

橋梁のひずみ計測

20m以上離れた箇所から非接触で橋梁のひずみを計測した事例です。橋に等間隔でセンサー(反射マーカー)を貼付し、岸にOptiTrackのPrime 41を設置し計測しています。バスの通過で最大2mm、乗用車の通過で最大0.5mmのたわみを正確に捉えています。大きな対象を遠い距離から、高い分解能で計測を行う事は他のセンサーではなかなか実現できない中、OptiTrackの強みを活かした計測事例の1つです。