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V-PROJECT.01

ブルドーザのブレード振動による
電池レスリアルタイム無線加速度センシング。

V-PROJECT.01

電池レスリアルタイム
無線加速度センシング。

PROJECT

ブルドーザのブレード振動による
電池レスリアルタイム無線加速度センシング。

MEMBER

コマツ

金沢大学 V-Lab

コマツでは建設機械のICT化を進めています。その一つがブルドーザ。センサを利用し、ブレード(排土板)の姿勢を制御することで、誰でも簡単に整地できる技術を実現しています。これらセンサと本体を繋ぐケーブルの取り回しが必要で切断されてしまうと自動制御ができなくなります。この問題をV-Generatorで解決します。姿勢制御では、ブレードの動きをリアルタイムでセンシングする必要があります。このセンシングに無線加速度センサ(市販品:Logtta Accel、BLE:通信距離~20m、加速度 3軸、サンプリング800Hz)、その電源にV-Generator(タイプL)2台を利用します。押土走行時、ブレードには速度に応じて低周波の振動が不規則に発生します。ブレードにV-Generatorを設置し、この振動を大きな錘で捉え発電することで、平均で30mW程度の電力を生成させました。結果、無線センサを絶え間なく動かし、加速度センサの情報を遠隔のタブレットで受信することに成功しました。つまり電池フリーでの加速度リアルタイム無線センシングを実現しました。従来の振動発電でリアルタイム無線センシングを実現した技術は存在しません。大きさや振動に合ったデバイスを利用し、振動エネルギーを大きな錘で捉える。スケール効果と丈夫なV-Generatorの特性を上手く活用した例です。

2022年3月2日

 

ICTブルドーザ

 

ブレードにデバイスを設置した様子 V-Generator (L)を2台を錘で連結している。

 

押し土で前進、後進時のデバイスの動き V-Generator(右上に設置)が振動していることがわかる

 

無線実験の様子 無線センサが送信した加速度データを遠隔でタブレットで受信している

 

無線センサに電力を供給する蓄電コンデンサの電圧

V-Generatorがない場合、蓄電コンデンサの電圧(オレンジ線)が電力消費に伴い減少し、150秒ほどで無線センサが動かなくなる。一方、V-Generatorでコンデンサに電力を供給した場合、コンデンサの電圧(青線)は減少せず、無線センサが動き続ける。

 

タブレットで受信した3軸加速度の時間応答(青、進行方向、オレンジ:垂直方向、綠:鉛直方向)

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