ラジコン用推力計の製作～①筐体の設計～

背景

大学で航空機の設計を学ぶ中で強度検討や性能評価のすべてにおいて推力の把握は不可欠なことがわかってきました．そこでNAVIX向けに簡易的な推力計を作ろうと思いました．今回の要求は以下

• 十分な精度で推力を測定できること
• 推力の測定を誰でも使用できる「推力計」として設計すること
• 様々なモーターとプロペラの組み合わせで測定できること

これまでロードセルで値はとったことはあるので技術的な課題は以下

• 推力で変形しないかつ純粋に推力のみが伝わる構造設計をした筐体
• GUIによる触りやすいロガー

概念設計

まずはどういう構造システムにすることがいいか悩みました．困ったときはまず先行例ということで市販品を見ます．

https://www.okmodel.co.jp/catalog_accessories/48562/

ここまででなんとなく方針が決まりました．シングルポイントロードセルに対しレールを直交させ推力のみをロードセルに加える構造が多そうです．

この背景にはいろいろありますが一番はプロペラ交流の影響を減らす必要があることだと思います．プロペラは空気を押し下げることで推力を得ています．例えば体重計にプロペラとモーターを置くと押し下げられた空気が測定部にあたり相殺されてしまいます．空気を流せることがポイントなんでしょう．

詳細設計

部品選定と形状決定，試作を行っていきます．家にあるものを見ていくとレールはありませんでしたがスクラップになった3Dプリンターからはぎ取ったローラーが低摩擦でいい感じでした．

こういうやつです↓

今回は初めてなので高級なロードセルではなく安いもので一回システムの検証を目指します．部品表を載せておきます．ほとんど3Dプリンターでつくるので部品は少ないです．

構造パーツはFusion360で設計し以下のようになり一度組み立てることにしました。