(57)【要約】【課題】  遠心載荷試験装置において、低速回転時にも回転系で測定したデータを確実に無線で静止系に伝達する。【解決手段】  遠心載荷試験装置２０の回転系で計測したデータを静止系に送信する無線ＬＡＮを用いた計測システム１００である。遠心載荷試験装置の供試体についてのデータを計測し遠心載荷試験装置の回転系に配置された複数の計測手段１と、この複数の計測手段が計測したデータを信号に変換する複数の変換手段２と、この変換手段から送られた信号が親機側ＨＵＢ３を介して入力され無線信号として送信する遠心載荷試験装置の回転系に配置された無線ＬＡＮ親機４と、この無線ＬＡＮ親機の信号を受信し遠心載荷試験装置の静止系に配置された複数の無線ＬＡＮ子機５とこの無線ＬＡＮ子機が受信した信号が子機側ＨＵＢ３を介して入力される計測用計算機３とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心載荷試験装置の回転系で計測したデータを静止系に送信する無線ＬＡＮを用いた計測システムにおいて、
遠心載荷試験装置の供試体についてのデータを計測し遠心載荷試験装置の回転系に配置された複数の計測手段と、この複数の計測手段が計測したデータを信号に変換する複数の変換手段と、この変換手段から送られた信号が親機側ＨＵＢを介して入力され無線信号として送信する遠心載荷試験装置の回転系に配置された無線ＬＡＮ親機と、この無線ＬＡＮ親機の信号を受信し遠心載荷試験装置の静止系に配置された複数の無線ＬＡＮ子機とこの無線ＬＡＮ子機が受信した信号が子機側ＨＵＢを介して入力される計測用計算機とを備えたことを特徴とする無線ＬＡＮを用いた計測システム。
【請求項２】
前記遠心載荷試験装置は回転軸とこの回転軸にほぼ直交するように取り付けた回転腕とを有し、前記回転軸と回転腕の交差する近傍に前記無線ＬＡＮ親機を取付け、前記複数の無線ＬＡＮ子機は少なくとも２個設けられており、この２個の無線ＬＡＮ子機は回転腕を収容するピットの上面であって回転軸を挟んで反対側端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線ＬＡＮを用いた計測システム。
【請求項３】
無線ＬＡＮ子機の一方は、子機側ＨＵＢを介さずに直接計測用計算機に接続したことを特徴とする請求項２に記載の無線ＬＡＮを用いた計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮを用いた計測システムに係り、特に遠心載荷試験装置の回転場と静止制御および計測場とを高速にデータ通信する際に好適な、無線ＬＡＮを用いた計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の遠心載荷試験装置の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載の遠心載荷試験装置では、供試体の性状変化を測定するために、回転体側から固定体側への測定データの伝送部を、回転体側に設けた送信機と固定体側に設けた受信機により無線通信で伝送している。そして、送信機と受信機とは、無線伝送に死角が生じない位置関係としている。さらに外部からの妨害電波の進入を遮蔽するとともに、回転体から異物が飛散しないように安全装置も配置している。
【０００３】
従来の遠心力載荷試験装置の他の例が、特許文献２に記載されている。この公報に記載の遠心力載荷試験装置では、試験装置と地上側とを専門的な点検を要する光スリップリングを使わないですむように、試験装置のプラットフォームに搭載した供試体の計測データ信号を、データ収録装置に収録している。そしてＧＰＩＢのインターフェイス装置を介してＬＡＮの通信信号に変換し、ＬＡＮ装置を介して回転軸頂部に設置したアンテナで電波信号として回転系外部へ発信している。地上側では、地上側に設けたアンテナで電波信号を受信し、無線ＬＡＮ装置を介してＬＡＮの通信信号に変換し、データ計測用コンピュータに取り込んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５６０８１号公報
【特許文献２】特開２００８−１５７８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の従来の遠心載荷試験装置では、中央部に設けた一対の送信アンテナと静止側である安全カバー内に取り付けた受信アンテナとの間で、データを送受信している。一対の送信アンテナは回転アームの回転とともに切り換えて受信されるが、送信系を２系統設けているので、回転アームの回転状態や位置によっては、混信や他のデータの排除手段が必要となる。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載の従来の遠心力載荷試験装置では、回転軸の中心部に送信アンテナを設けているが、アンテナの設置位置はこの回転中心に限定される。遠心力載化試験装置では、種々の機器が配置されており、特に電力供給等にスリップリングを用いると、この回転中心部に沢山の機器を配置することが困難になる。
【０００７】
本発明は上記従来の技術の不具合に鑑みなされたものであり、遠心載荷試験装置において、低速回転時にも回転系で測定したデータを確実に無線で静止系に伝達することにある。本発明の他の目的は、回転系で測定した多量のデータを静止系に無線で伝達することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では遠心載荷試験装置の回転系で計測したデータを静止系に送信する無線ＬＡＮを用いた計測システムにおいて、遠心載荷試験装置の供試体についてのデータを計測し遠心載荷試験装置の回転系に配置された複数の計測手段と、この複数の計測手段が計測したデータを信号に変換する複数の変換手段と、この変換手段から送られた信号が親機側ＨＵＢを介して入力され無線信号として送信する遠心載荷試験装置の回転系に配置された無線ＬＡＮ親機と、この無線ＬＡＮ親機の信号を受信し遠心載荷試験装置の静止系に配置された複数の無線ＬＡＮ子機とこの無線ＬＡＮ子機が受信した信号が子機側ＨＵＢを介して入力される計測用計算機とを備えている。
【０００９】
そしてこの構成において、遠心載荷試験装置は回転軸とこの回転軸にほぼ直交するように取り付けた回転腕とを有し、前記回転軸と回転腕の交差する近傍に前記無線ＬＡＮ親機を取付け、前記複数の無線ＬＡＮ子機は少なくとも２個設けられており、この２個の無線ＬＡＮ子機は回転腕を収容するピットの上面であって回転軸を挟んで反対側端部に配置されているのがよく、無線ＬＡＮ子機の１個を子機側ＨＵＢを介さずに直接計測用計算機に接続してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
遠心載荷試験装置において、低速回転時にも回転系で測定したデータを確実に無線で静止系に伝達することにある。本発明の他の目的は、回転系で測定した多量のデータを静止系に無線で伝達する
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る無線ＬＡＮを用いた計測システムの一実施例の要部ブロック図。
【図２】本発明に係る無線ＬＡＮを用いた計測システムの他の実施例の要部ブロック図。
【図３】本発明に係る無線ＬＡＮを用いた計測システムを備える遠心載荷試験装置。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る無線ＬＡＮを用いた計測システムのいくつかの実施例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明に係る無線ＬＡＮを用いた計測システム１００の一実施例を、要部をブロック図で示した図である。図３は、遠心載荷試験装置２０の一実施例の縦断面図である。この図１と図３を用いて、第１の実施例について説明する。
【００１３】
遠心載荷装置２０は、地下に掘られたピット７内にその主要部が収容されている。電動機等の駆動機１０が、ピット７の床面に設置され、ベベル変速機１１に軸１０ａを介して連結されている。同様にベベル変速機１１もピット７の床面に設置されており、回転軸９の一端がベベル変速機１１に連結されており、ベベル変速機１１とともに回転する。回転軸９の他端はピット７の上部を構成する構造物に取り付けられた軸受５に固定支持されており、所定の回転速度で回転することが可能になっている。
【００１４】
１２は型材、板材などを溶接加工して造られた水平方向に延びる回転腕であって、回転軸９の回転にともなって回転するように回転軸９に強固に取り付けられている。この回転腕１２には、回転軸９から回転駆動力が伝達される。一対の揺動架台１４が、回転腕１２の水平方向中間部にピン１３を介して揺動可能に取り付けられている。回転腕１２が水平面で回転するのにともない、揺動架台１４は回転腕１２に対し矢印方向にせり上がりもしくは下降する。
【００１５】
回転軸９が許容最大速度で回転したときに、一対の揺動架台１４は回転腕１２と高さがほぼ一致し、水平位置となる。このとき揺動架台１４の底面が回転腕１２の端部付近となるよう、揺動架台１４のピン１３支持位置を設定する。なお、一対の揺動架台１４のピン支持位置は、回転軸９から等距離の位置にする。回転軸９と回転腕１２および揺動架台１４は、遠心載荷試験装置本体８を構成する。
【００１６】
揺動架台１４には、試料容器１５が載置されている。一方の試料容器１５には、供試体模型１６が載置されている。他方の試料容器１５には、供試体模型１６の重さとバランスを取るために、図示しないバランスウエイトが載置される。バランスウエイトは、供試体模型１６の重さと同一であることが望ましい。試料容器１５内に載置される供試体模型１６は、たとえば地盤上に建築物を建てた縮尺モデルを入れる容器であって、試験中に図示しない水供給装置から水の供給を受けて地盤の軟弱度を調整できるようになっている。
【００１７】
ピット７の側面ａは回転腕１２の端部に回転時に接触しないように回転腕１２の端部と間隙を形成して造られている。ピット７の上面には、試験中の危険を防止するため蓋部材７ａが形成されている。本実施例では、蓋部材７ａはピット７と一体構造であり、ピット７への試験者の出入り口は、ピット７の上面もしくは側面に設けられている。
【００１８】
このように構成した遠心載荷試験装置の作用について、以下に説明する。駆動機１０を回転駆動（概ね１６０回／分程度）すると、この回転駆動力はベベル変速機１１を介して回転軸１２に伝達され、回転軸１４の回転にともなって回転腕１２が回転する。揺動架台１４に強固に固定された試料容器１５は、回転腕１２が回転して揺動架台１４に遠心力が加わると、ピン１３を中心として回転腕１２の回転速度の上昇に応じて上昇する（水平に振れ上る）。これにより、試料容器１５の地盤に遠心加速度が加えられ合わせて図示しない加振装置により、地震動時等の挙動を模擬できる。
【００１９】
ここで、遠心載荷試験をおこなうに当たり、沢山のデータを習得する必要がある。そこで本実施例では、供試体模型１６の各部に歪みセンサや温度センサ、圧力センサ、回転速度検出センサ等の各種センサ１を取り付けている。そして、これらのセンサ１の出力の中で遠心載荷試験装置２０の回転系に取り付けたセンサの出力は、非接触(無線)で静止系に伝送している。
【００２０】
そのため、本実施例では、回転軸９に回転腕１２が取り付けられている位置付近に無線ＬＡＮ親機５を取り付けている。この無線ＬＡＮ親機５から送信されたデータを受信するために、ピット７の上部の蓋部材７ａの端部に、２個の無線ＬＡＮ子機４を配置している。この無線ＬＡＮ子機４は、後述する理由により、回転軸９を挟んで対称位置、すなわち反対側に配置する。
【００２１】
次に、この遠心載荷試験装置におけるデータ伝送に付いて、図１を用いて説明する。この図１では、一方の無線ＬＡＮ子機４のみを示しているが、無線ＬＡＮ子機４は２個以上も受けられていることは言うまでもない。上述したように、遠心力載荷試験装置２０では、供試体模型１６を中心にして、多数のデータを取得する。供試体模型１６が例えば、建築物のモデルとすると、其の建築物のモデルの各部の応力および歪みを計測するために、少なくとも３２点、多い場合には２５６点ものデータを、センサ１で同時に計測する。
【００２２】
これらのセンサ１で取得したデータは、ブロックごとにＡ／Ｄ変換器（ひずみ/電圧アンプ）２によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号化されたデータはＨＵＢ３を介して無線ＬＡＮ親機４から無線送信される。ここで、センサ１は言うまでもなく、Ａ／Ｄ変換器２、ＨＵＢ３、無線ＬＡＮ親機４はすべて回転軸９とともに回転する回転系に取り付けられている。
【００２３】
一方、計測監視側である制御・計測室には、計測用計算機（ＰＣ）６が配置されており、この計算機（ＰＣ）６にはＨＵＢ３を介して無線ＬＡＮ子機５が接続されている。無線ＬＡＮ子機５は、通常は上述したようにピット７の上面に配置される。無線ＬＡＮ親機４と無線ＬＡＮ子機５とは、公知のネットワークを形成している。ネットワーク化されているので、高速なデータ通信が可能になっている。また、データ数に応じてＡ/Ｄ変換器２を容易に増設できるので、計測チャンネルの多チャンネル化が可能になっている。
【００２４】
本実施例では無線ＬＡＮ子機５をピット７の上面に複数配置しているが、その理由は回転腕１２の回転により、無線ＬＡＮ親機４と無線ＬＡＮ子機５との視覚的関係がスタイミーになり、無線ＬＡＮ親機５からの信号を１個の無線ＬＡＮ子機５では受信困難になる事態を回避するためである。また、無線ＬＡＮ親機４の数を増やさずに無線ＬＡＮ子機５の数を増しているのは、複数の発信源からの混信やそのための混信防止手段を設けることを回避するためである。
【００２５】
複数の無線ＬＡＮ子機５を計測システム１００が有しているので、遠心加速度が小さい場合、すなわち回転軸９の回転速度が低い場合でも、受信する無線ＬＡＮ子機５を、回転する回転腕１２とともに移動する無線ＬＡＮ親機５からのデータを受信できる無線ＬＡＮ子機５に順次切り換えることにより、確実にデータを受信できる。
【００２６】
本発明の変形例を、図２に示す。図２は、無線ＬＡＮを用いた計測システムの主要部のブロック図である。本システムが、図１に示した実施例と相違するのは、無線ＬＡＮ子機５をさらに１台設けたことである。この無線ＬＡＮ子機５は、ＨＵＢ３を介さずに直接計測用ＰＣに接続されている。ＨＵＢ３を介して接続された無線ＬＡＮ子機５を主子機とし、主子機が受信できないときには計測用ＰＣに直接接続した従子機が受信したデータを使用するようにしたものである。
【符号の説明】
【００２７】
１…センサ、２…Ａ／Ｄ変換器（ひずみ/電圧アンプ）、３…ＨＵＢ、４…無線ＬＡＮ子機、５…無線ＬＡＮ親機、６…計測用計算機（ＰＣ）、７…ピット、８…遠心載荷試験装置本体、９…回転軸、１０…駆動機、１１…ベベル変速機、１２…回転腕、１３…ピン、１４…揺動架台、１５…試料容器、１６…供試体模型、１７…下部円盤、１８…光ロータリジョイント、２０…遠心載荷試験装置、１００…計測システム。
【図１】
2011247798.tif 000003
【図２】
2011247798.tif 000004
【図３】
2011247798.tif 000005