طراحی و ساخت یک حسگر نیرو - گشتاور ۶ محور برای بازوهای ماهر رباتیکی

این پژوهش یک تحقیق علمی تجربی در مورد طراحی و ساخت یک حسگر نیرو گشتاور ۶ محور است که به طور خاص برای بازوهای رباتیک در نظر گرفته می شود. هدف نهایی این پژوهش داشتن ابزاری برای سنجش نیرو و گشتاورهای وارد بر مجری نهایی یک بازوی رباتیک هنگامی که در تعامل فیزیکی با کاربر انسانی قرار می گیرد می باشد. اجرای این کار در دو بخش مجرا، یکی طراحی و تحلیل و ساخت اجزای مکانیکی و دیگر طراحی و ساخت اجزای الکترونیکی و برنامه نویسی های مربوطه انجام می گیرد. سازه اندازه گیری آلومینیومی این حسگر دوتکه بوده و پس از ماشین کاری دقیق و گذر از فرآیندهای پرداخت سطح موردنیاز برای چسباندن کرنش سنج ها روی آن، ساخت و آماده گردید. برروی این سازه ۱۶عدد کرنش سنج ۳۵۰ اهمی با ضریب سنجش ۲ به طور متقارن با چسب مخصوص خود الصاق شد. هر جفت از کرنش سنج های متقارن به یک نیم پل وتسون اختصاص داده شد تا ۸ خروجی تفاضلی از پاسخ به کرنش های خمشی ایجادشده بر روی سازه در محل نقاط تمرکز تنش شناسایی شده با تحلیل اجزای محدود ثبت کنند. این خروجی ها به طور مجزا توسط ۸ آی.سی HX۷۱۱ تقویت شده و پس از تبدیل به سیگنال دیجیتال، همگی به یک میکروکنترلر STM۳۲ برای ارتباط با نمایشگر نهایی ارسال می شوند. قطعات الکترونیکی در یک بورد PCB دو رویه طراحی و جایگذاری شدند. پس از ساخت و سرهم بندی اجزای مکانیکی و الکترونیکی، محصول نهایی تحت آزمایش هایی به منظور اکتساب داده و کالیبره سازی آن قرار گرفت. در این آزمایش ها صحت اندازه گیری های به عمل آمده توسط این حسگر ۷/۰ درصد از محدوده کاری و دقت اندازه گیری بین ۳/۰ تا ۵/۰ درصد از محدوده کاری آن ارزیابی شد.

کلیدواژه ها:

کلمات کلیدی: حسگر ۶ محور ، نیرو ، گشتاور ، کرنش سنج ، بازوی ربات