CASE STUDY活用事例

【NEW】ハイスピードカメラ＋データロガー「賽は投げられた」

プレクスロガーでわかること

角の形状が異なるサイコロ2個を同時に投げた挙動です。
角の丸まったサイコロは回転が収まりにくく、角の立ったサイコロよりも長時間に渡って動き続けていることがわかります。

ハイスピードカメラ「テスラコイルのコロナ放電」

プレクスロガーでわかること

テスラコイルの針先からXeガスのアンプルに向って放電され、それに伴ってアンプル中のXeが励起されて発光している様子がわかります。

放電時間は1ミリ秒以下と極めて短時間であることもわかります。

ハイスピードカメラ「機械式腕時計」

プレクスロガーでわかること

中央のヒゲゼンマイが伸縮して、テンプに一定周期の往復回転運動を与えていることがわかります。
テンプ右下のアンクルがテンプの往復周期に1回動作し、その左隣にある秒針の歯車を1歯分だけ反時計回りに回していることがわかります。

スロー再生させることで、この時計がヒゲゼンマイの伸縮6回で、1秒を刻んでいることもわかります。

ハイスピードカメラ「目薬」

プレクスロガーでわかること

目薬を滴下する様子が観察できます。

目薬が目に入ってからわずか47msec後に異物を感じて瞬きを開始し、
その24msec後には瞼が閉じていることがわかります。

滴下から1秒以内に4回も瞬きをして、入ったものを追い出そうとしていることもわかります。

ハイスピードカメラ「浮上式リニアモーターカー(玩具)」

プレクスロガーでわかること

磁力浮上・磁力走行する本格的なリニアモーターカーのおもちゃが、カーブを曲がる様子です。
レールには少し段差をつけてあり、車両とレールに設置された磁石により反発して浮きながら、
その段差で少しバウンドしながらカーブを駆け抜けていく様子がわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ドリル切削」

プレクスロガーでわかること

ドリルが金属を切削する様子を捉えています。
データ波形は切削動力計で、切削力を同期して計測している様子がわかります。

切り屑はドリルの溝から詰まることなく排出されています。

ハイスピードカメラ「五月雨」

プレクスロガーでわかること

クマノミズキの枝様の蕾に雨粒が当たって可憐に揺れている様子がわかります。

また雨粒は大きさによって形状が異なり、小さい粒は球状に近く、大きい粒は球状やドロップ型ではなく、
空気抵抗で歪みながら落ちてくる様子も見られます。

ハイスピードカメラ＋データロガー「シュレッダー」

プレクスロガーでわかること

2組の反転する回転刃によって縦方向に、その回転刃の円周上にある斜め刃で
横方向に紙が断片化されていることがわかります。

断片化後の紙がバラバラになるように円周上の斜め刃は隣の回転刃に
対して少しずつオフセットされていることもわかります。

回転刃に咬み込んだ紙片は、櫛歯状の本体フレームできれいに引きはがされています。

ハイスピードカメラ＋データロガー「列車の連結作業」

プレクスロガーでわかること

青いレールがお馴染みの列車玩具の連結作業を観察しました。
左側のつばさ号の連結器カバーが格納された後に連結器が現れ、
右側のこまち号が磁石によって徐々に引っ張られて連結されます。

高速映像と同期した波形データで、一連の挙動と列車にかかる
加速度の様子も観察できます。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ハンディ掃除機の吸引力観察」

プレクスロガーでわかること

サイクロン式ハンディ掃除機がシュレッダーくずを吸い込んでいく様子がわかります。
マイク信号からはモータ回転開始から125ms後にモータ回転数をさらに上げて吸引力を
あげる制御が入っていることもわかります。

ハイスピードカメラ「電動芝刈り機の挙動観察」

プレクスロガーでわかること

電動芝刈り機のブレードが往復運動をしながら伸びきった草を刈っている様子が観察できます。

ハイスピードカメラ「ヘルメットへの衝撃の観察」

プレクスロガーでわかること

雪合戦の雪玉がヘルメットに当たって粉々に飛び散っている様子がわかります。

ハイスピードカメラ「液滴による染み形成の観察」

プレクスロガーでわかること

球状の墨汁が半紙に落ちて染みを作っている様子がわかります。
着滴時は円形で、一部が飛び跳ねて角状に染みが形成されていることがわかります。

ハイスピードカメラ＋解析ソフト「スクイーズボールの衝突」

プレクスロガーでわかること

玩具のスクイーズのボールが床に衝突して変形しながらバウンドする様子がわかります。
標準添付の解析ソフトウェアで計測すると、自由落下時のボールの幅が59.5㎜に対して、
衝突時の最大幅は83.0㎜まで広がっていることがわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー＋解析ソフト「合成樹脂繊維の引張試験」

プレクスロガーでわかること

引張試験機にかかる荷重が、合成樹脂繊維が破断し始めると減少していく様子がわかります。
破断開始後も引張試験機は継続して引っ張っているため（解析ソフトで追尾したグラフを参照）、
次々と繊維が引きちぎられ、荷重も減少していくことがわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「紙風船の衝撃吸収」

プレクスロガーでわかること

輪ゴムが紙風船に衝突しても紙風船は割れず、衝撃を一部吸収したと同時に反発して飛んで行っていることがわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「殻を割る」

プレクスロガーでわかること

指が当たったと同時ではなく、わずかに指がしなってから
卵の殻が割れていることがわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「BB弾連射でPS樹脂を撃ち抜く」

プレクスロガーでわかること

1発目の弾は跳ね返ってしまっています。
2発目で貫通、3、4発目は同じ貫通穴を撃ち抜いています。

ハイスピードカメラ＋データロガー「スピーカーのパッシブラジエーター」

プレクスロガーでわかること

ブルートゥーススピーカーに搭載されたパッシブラジエーターが20Hz-100Hzのスイープ音の周波数に
同期して振動している様子がわかります。

ハイスピードカメラ「タンポポの綿毛」

プレクスロガーでわかること

タンポポの綿毛が風に吹かれて飛んで行く様子がわかります。
綿毛が先になびいて風下に引っ張られることで種が離れて飛んで行ることが見られます。

ハイスピードカメラ「フリント式ライターの点火」

プレクスロガーでわかること

ヤスリ状のドラムを回すとライター内部で火花が飛び散り、ライター上部穴の出口付近でガスが着火され火炎球が
形成されていることがわかります。

燃焼始めは一つの火炎ではなく、いくつかの小さな火炎ができて次第に安定していく様子がわかります。
火炎が安定しても、ガスが一気に昇華していない火炎の周りでは火の粉が発生している様子も見られます

ハイスピードカメラ＋解析アプリ「手作りぶんぶんごま」

プレクスロガーでわかること

手作りの「ぶんぶんごま」に白マーカーを付け、その垂直方向の変位を動体追尾しています。
垂直変位グラフのピッチ(≒コマの回転数)が狭まるにつれてマイク信号に入力される風切り音も大きくなっています。

撮影データからは、反転状態から停止し、再び回転し始めてからトリガがかかるまでは約1.47秒で、
その時のコマの回転数は約4000rpmに達することもわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「タブレットPCを緩衝材に落下」

プレクスロガーでわかること

X軸、Y軸は2回目の振幅でほぼ減衰されるのに対して、Z軸方法(端末画面の垂直方向)は緩衝材によって
徐々に減衰しながら振幅が収まっている様子がわかります。

また落下衝撃の瞬間ではZ軸方向は加速度センサの計測範囲(最大2G)を超えていることから、
タブレット端末には2G以上かかっていることがわかります。

ハイスピードカメラ「あったか～い使い捨てカイロにネオジム磁石を落下」

プレクスロガーでわかること

使い捨てカイロの中身 (純鉄の粉が50%強含有されているようです) が、ネオジム磁石の落下に伴って
くっついていく様子がわかります。

磁石の動きが止まった後も、まだカイロの中身がへばりついていない部分＝磁力の強い部分に向けて
中身の粉が吸い寄せられている様子もわかります。

ハイスピードカメラ「泡で出るガラスクリーナー」

プレクスロガーでわかること

映像から分かること：
出始めは泡立っておらず、徐々に泡立って吐出される様子がわかります。

泡状になった段階では、3つのノズルから吐出されてらせん状に飛んで行く様子がわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「飛んで行くパーティクラッカー」

プレクスロガーでわかること

映像から分かること：
クラッカーの蓋が開き始めて4フレーム(約1ミリ秒)後に全開になり、その4フレーム後にピストン様の
紙がリボンテープをクラッカーの外に押し出していることがわかります。
丸められて収まっていたリボンテープは、わずかに拡がりながら飛んでいく様子がわかります。

なお、今回は100均で5個セットとなったクラッカーを使用したため、コスト制約のためかリボンの一端が
クラッカーに固定されずそのまま飛んで行ってしまっています。
またピストン様の紙も一緒に飛んで行ってしまっていることがわかります。

映像と波形の遅延について：マイクセンサはクラッカーから約25㎝の距離に置いています。
そのため約0.74ミリ秒遅れてマイクに音圧が入力されます。
解析ソフトウェアで確認するとクラッカーが開き始めてから3フレーム (0.75ミリ秒) 後に電圧変化が見え始めるため、
破裂音がした時とほぼ同じタイミングでクラッカーが開き始めることがわかります。

ハイスピードカメラ+データロガー「キッチンタイマーのアラームと液晶表示を比較してみました」

プレクスロガーでわかること

キッチンタイマーの電子アラームは、液晶表示がゼロになる前の段階で鳴り始めていることがわかります。

液晶表示はタイマーの鳴り始めから0.016秒遅れて変化を開始し、ゼロ秒表示になるのはタイマーより
0.056秒遅延があることがわかります。

また電子アラームの波形には、鳴り始めと鳴り終わりに出力がわずかに大きくなっていることが
わかりました。

ハイスピードカメラ「ボールの跳ね方」

プレクスロガーでわかること

同時に落下させたボールの跳ね方が、反発する素材によって大きく異なることがわかります。
右側はアルミ板、左側は波目スポンジに落下させたものです。

アルミ板では1回目のバウンドでは撮影範囲に収まらないほど反発しているのに対して、
スポンジでは範囲内に収まる程に減衰していることがわかります。

映像からアルミ板では6回、スポンジでは3回の接触で収束していることもわかります。

ハイスピードカメラ「かち割り氷を作ってみました」

プレクスロガーでわかること

インパクトの瞬間に同期してマイクに大きな入力があることがわかります。
空気の粒を含んで白く見える右側部分は、透明な左側部分よりも細かいパーツに砕けていることもわかります。
一部の氷はハンマーに付着して持ち上げられている様子も見えます。

ハイスピードカメラ＋解析アプリ「アルコール消毒ポンプ吐出」

プレクスロガーでわかること

ポンプを押し込む速度によって吐出の状態が滴状から霧状に変化する様子がわかります。
また滴状から霧状に変化する際に、滴状のアルコールが一気に押し出されて吐出されている様子がわかります。

ハイスピードカメラ「自転車の泥跳ねの瞬間 」

プレクスロガーでわかること

自転車のタイヤが泥を巻き込んで跳ね上げる様子がわかります。また、前輪が巻き上げた泥が戻り切る前に後輪が泥に突入するため、後輪が巻き上げる泥の量が前輪のそれよりも少ないことがわかります。

ハイスピードカメラ「加湿器から出るミストの動き」

プレクスロガーでわかること

ミストが一定の周期で加湿器から吐き出されていることがわかります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ホイッスルを鳴らした瞬間のコルク玉の動き」

プレクスロガーでわかること

ホイッスルの音の波形に含まれる低周波成分の周期が、笛の中のコルク玉の上下運動の周期と揃っていることが分かります。

ハイスピードカメラ「線路のレールの研磨」

プレクスロガーでわかること

火花が飛び散る様子から、火花が飛んでいく方向や距離を確認することができます。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ペン先を格納する瞬間」

プレクスロガーでわかること

ペン先が格納される際、一度大きくバウンドした後に2回バウンドしていることが音データから分かります。

ハイスピードカメラ「花火を水中に入れた瞬間」

プレクスロガーでわかること

花火を水中に入れても火が消えないことがわかります。また、花火から高速で飛び散る火花の様子も確認することができます。

ハイスピードカメラ＋データロガー「弓矢を放つ瞬間」

プレクスロガーでわかること

・矢を真っすぐ構えた場合に比べ、矢を曲げて構えた場合の方が、弓の穴に干渉しながら飛ぶため、矢がよりブレながら飛ぶことが分かります。
・弓に取り付けた加速度センサより、後者の場合の方が弓に大きな振動が発生していることが分かります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「指パッチンの瞬間」

プレクスロガーでわかること

マイクで音を拾いながら指パッチンの瞬間を撮影しました。中指がぶつかる瞬間にバウンドすると音が鳴り、バウンドしないと音が鳴らないことが分かります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ポップコーンができる瞬間」

プレクスロガーでわかること

・豆が油の飛散と共に開き、徐々にポップコーンとなっていく様が分かります。
・同時にマイクで音を拾うことで、ポップコーンが弾ける瞬間の音を
トリガポイントとして、その前後の映像を自動的に撮影しました。

ハイスピードカメラ＋データロガー「エアガンで水の中にBB弾を撃ち込んだ瞬間」

プレクスロガーでわかること

・BB弾の後方にできる空気層が気泡となり、水圧によって押し上げられて水と共に水面から飛び出す様子が分かります。
・マイクでエアガンの発射音を同時に取得することで、発射から水へ突入するまでの時間も分かります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ライターの着火の瞬間」

プレクスロガーでわかること

・ライターの火打石の音が鳴った直後に白煙が発生し、その後炎が立ち上る様子が分かります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ファイヤースターターから火花が発生する様子」

プレクスロガーでわかること

・ファイヤースターターからマグネシウムが削れ、手の動きに遅れて火花が発生する様子が分かります。

ハイスピードカメラ＋防水ケース「ルアー入水の瞬間」

プレクスロガーでわかること

・防水ケースに入れたカメラで、水中からルアーの入水の瞬間が撮影できます。

ハイスピードカメラ＋解析アプリ「回転する扇風機の動体測定」

プレクスロガーでわかること

・映像の動体測定により、扇風機の羽の変位・角度変化が分かります。
・マイクで音を同期取得することにより、回転中の風切り音が分かります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「スイカ割り」

プレクスロガーでわかること

・スイカが割れる瞬間の亀裂の入り方、水しぶきの飛び方が分かります。
・棒に取り付けた加速度センサから、叩いた瞬間や割れている最中にもスイカから棒に
力が加わっているのがわかります。

ハイスピードカメラ「水面を移動するルアーの動き」

プレクスロガーでわかること

・水面での波や泡の発生の様子がわかります。

ハイスピードカメラ＋解析アプリ「バンカーショット」

プレクスロガーでわかること

プレクスロガーでわかること
・ショット前のダウンスイングの軌跡やボールへの当たり方が分かります。
・ショット後のボールの軌跡から、打ち上げ角度が分かります。

ハイスピードカメラ＋データロガー「ドラムロール」

ハイスピードカメラ＋データロガー「ボンネット閉め」

プレクスロガーでわかること

・ボンネットが閉まった瞬間、わずかに跳ねていることが分かります。
・マイクセンサで衝撃音の大きさを映像と同期して測定できます。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「バネ落下挙動」

プレクスロガーでわかること

・目視では確認できない微細なバネの揺れを可視化。
・解析ソフトにより落下高さや速度等の数値化。

ハイスピードカメラ＋データロガー「つららの落下」

プレクスロガーでわかること

・通常の目視ではつららが割れることしかわからないが、手前から奥へ徐々に割れていく様子がわかる。
・マイクの信号から、割れている最中は音が出ているが、飛散している最中は音はしないことがわかる。

ハイスピードカメラ＋防水ケース「水中に落下するコマ」

プレクスロガーでわかること

・新オプションの防水ケースを使用し、高速回転するコマが巻き込む泡の状態を可視化。

ハイスピードカメラ＋解析アプリ「洗浄タブレットの泡」

プレクスロガーでわかること

・新オプションの防水ケースを使用し、水中にある排水溝掃除用タブレットの泡の発生を可視化。
・泡を解析ソフトウェアで動体追尾し、上昇速度を数値化。

タイムラプス（インターバル）「長野県上田市の雲の動き」

プレクスロガーでわかること

新機能「インターバル記録機能」で、ゆっくりと変化する雲の動きを短時間で表現

ハイスピードカメラ＋4映像同期「線香花火」

プレクスロガーでわかること

任意の位置で映像を同期再生することで動画による比較が簡単に行える

ハイスピードカメラ＋Wavelet解析 「線香花火」

プレクスロガーでわかること

火花散る音が微弱な場合でも、解析ソフト（PLEXLOGplus2）でウェーブレット解析することで、特徴を抽出可能。

時間周波数解析結果より、周波数的に特徴がある部分へフレームジャンプが簡単に行えた。

ハイスピードカメラ「石鹸シャボン玉破裂」

プレクスロガーでわかること

シャボン玉のサイズを解析ソフトで計測

ハイスピードカメラ＋解析アプリ「ウォータークラウン」

プレクスロガーでわかること

スポイトから落ちる水滴の落下速度
クラウンの広がりを解析ソフトで計測

ハイスピードカメラ＋解析アプリ「桜にとまるハチの動体追尾」

プレクスロガーでわかること

ハイスピードカメラによるスロー映像だけではなく、解析ソフトの機能を利用して動体追尾を行い、ハチの速さも確認いただけます。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「アルファゲル」

ハイスピードカメラ＋データロガー 「携帯電話の落下試験」

プレクスロガーでわかること

映像解析によるデモンストレーションの一例。携帯電話が落下した瞬間を、加速度センサからの信号により自動記録。映像をもとにした動体追尾機能（同時8点）で、携帯電話が落下した瞬間と直後の挙動を変位量測定しています。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「ベルトのたわみ」

プレクスロガーでわかること

動体追尾機能により、ベルトのたわみ量や回転数の計測ができます。
例えば、ベルトのたわみ量とプーリー回転数を数値化することで、回転数によりベルトにかかるテンションの影響度合いを解析することができ、条件出しによる性能評価・検証効率が大きく向上いたします。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「風船が割れる様子」

ハイスピードカメラ＋データロガー 「ダンパーの振動の様子」

ハイスピードカメラ＋データロガー 「ステッピングモータの挙動解析」

プレクスロガーでわかること

制御パルスと映像を同期解析することで、波形に対して正確に駆動できているか確認できます。
また、解析ソフトでパルスに対して実際に駆動するまでの遅延の測定も可能です。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「圧入不良の原因解析」

プレクスロガーでわかること

右側のスペーサとケースが圧入される瞬間に、圧力がかっていることが確認できます。

映像から、右側のスペーサが斜めになっていることがわかり、端面同士が接触していることが確認できます。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「スピーカーの振動の様子」

プレクスロガーでわかること

発泡スチロールのボールが曲に合わせて踊る様子が分かります。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「電球の落下映像」

ハイスピードカメラ＋データロガー 「ペットボトルの落下試験」

ハイスピードカメラ＋データロガー 「ベアリングの異音解析」

プレクスロガーでわかること

マイク信号と同期してベアリングの回転を撮影することで、スペーサの干渉により発生する
異音の発生タイミングがわかります。
また、標準添付の解析ソフトで、変位量や速度の簡易測定が可能です。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「歯車の異音解析」

プレクスロガーでわかること

・ギアの回転時の異常(異物)を検出。
・ギアの軸ブレを検出。
・解析ソフトでギアの軸ブレ・回転数等の数値化。
・マイク信号により音の発生回数と発生時要因を簡単に可視化。
・解析ソフトで周波数分析可能。
・軸ブレと異音との相関性を確認。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「歪み測定」

プレクスロガーでわかること

鉄道模型を使ったデモンストレーションの一例。
模型のレール継ぎ目を通過する際の沈み込みを、測距センサの信号を同期して取得したり、画像解析による動体追尾により変位量を測定することができます。
また、加速度センサの信号から、模型の車輪が継ぎ目を通過する瞬間に特長的な振動が発生していることも同時に確認できます。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「クラッカー発射」

ハイスピードカメラ＋データロガー 「ショウジョウバエの観察」

ハイスピードカメラ＋データロガー 「だるま落とし」

プレクスロガーでわかること

音・加速度センサーを使用したデモンストレーションの一例。
ハンマーに取り付けた加速度センサーにより接触時の衝撃、集音計により接触時の音を検出。動体追尾により変位量を測定。

ハイスピードカメラ＋データロガー 「天井の加振実験データ」

プレクスロガーでわかること

振動や歪みによって、天井の梁がどのように形状変化するかを映像から確認することができます。