طراحی، ساخت و واسنجی استاتیکی یک حسگر نیرو-گشتاور شش درجه آزادی جهت اندازه گیری نیروها و گشتاور های وارد بر ادوات خاک ورزی

در تحقیق حاضر طراحی، ساخت و واسنجی یک حس کننده نیرو-گشتاور شش درجه آزادی برای اندازه گیری نیروهای وارد بر ادوات خاک ورزی در سه جهت عمود برهم تا محدوده حداکثر ۵ کیلو نیوتن در جهت اندازه­گیری مقاومت کششی (Y) و حداکثر ۵/۲ کیلو نیوتن در راستای عمود بر جهت حرکت (Z) و در راستای عمود بر سطح زمین (X) و همچنین گشتاورهای ایجاد شده حول محورهای مختصات تا محدوده حداکثر ۵ کیلونیوتن متر حول محور Z و ۵/۲ کیلو نیوتن متر حول محور Y و X، مورد بررسی قرار گرفت.  برای طراحی سازه از نرم افزار Solid Works استفاده شد. تحلیل و توزیع کرنش با استفاده از نرم افزار مذکور برای مشخص کردن نقاط گرهی و به منظور کاهش اثر متقابل نیروها و گشتاورها انجام گرفت. عنصر ارتجاعی حسگر از جنس فولاد ۱۰۴۵ (AISI ۱۰۴۵ Steel) از نوع سردکاری شده به طریقه ماشین­کاری ساخته شد.  کرنش سنج های مقاومت الکتریکی در نقاط گرهی روی حسگر نصب شدند تا بتوان به طور مستقل کرنش های مماسی روی سطح حسگر را اندازه گیری کرد.  برای جمع آوری داده­ها از یک دیتالاگر قابل برنامه نویسی مدل DT۸۰۰ و یک رایانه استفاده شد. آزمون های واسنجی استاتیکی حسگر با استفاده از یک سیستم واسنجی اجرا شد که می توانست نیروها و ممان ها را در جهات مختلف اعمال کند.  نتایج آزمون ها نشان می­دهد که منحنی های واسنجی خطی هستند و اثر متقابل نیروها و گشتاورها بسیار ناچیز است.  همچنین حسگر ساخته شده دقت، حساسیت، قدرت تفکیک و قابلیت تکرار مطلوب را دارد.

کلیدواژه ها:

حساسیت ، خاک ورزی ، دیتالاگر ، دینامومتر ، عنصر ارتجاعی ، کرنش سنج