การออกแบบและการวิจัยเซ็นเซอร์แรงหกแกนความแม่นยำสูงรูปแบบใหม่

2025-03-01

เซ็นเซอร์แรงแกนเดียวแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการผลิตและเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้อีกต่อไป เซ็นเซอร์แรงหกแกนกำลังดึงดูดความสนใจของนักวิชาการจำนวนมากมากขึ้นเรื่อยๆ เซ็นเซอร์วัดแรงแบบหกแกนสามารถวัดแรงและแรงบิดได้หกทิศทางในเวลาเดียวกัน และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักร แขนหุ่นยนต์ การบินและอวกาศ ชีวการแพทย์ และสาขาอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์แรงหกแกนที่ศึกษาอยู่โดยทั่วไปมีปัญหามากมาย เซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำสูงและมีความไวสูงเป็นสิ่งจำเป็นเร่งด่วนสำหรับการวิจัยเพิ่มเติม บทความนี้ผสมผสานการวิเคราะห์ทางทฤษฎี การจำลององค์ประกอบไฟไนต์ และการทดลองจำลอง และปรับโครงสร้างของเซ็นเซอร์ให้เหมาะสมตามการวิจัยเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ มีการเสนอเซ็นเซอร์แรงหกแกนความแม่นยำสูงชนิดใหม่ เนื้อหางานวิจัยหลักได้แก่:

1. หลังจากการวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับประสิทธิภาพต่างๆ ของเซ็นเซอร์ และการสำรวจกฎการเปลี่ยนแปลงในประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์ด้วยพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเซ็นเซอร์ มีการเสนอโครงสร้างเซ็นเซอร์แรงหกแกนชนิดลำแสงคอมโพสิตชนิดใหม่ เซ็นเซอร์มีโครงสร้างที่เรียบง่าย มีการเสียรูปอย่างเห็นได้ชัด และใช้งานตำแหน่งแพทช์ได้ง่าย วิธีการทดสอบมุมฉากและการจำลององค์ประกอบไฟไนต์ใช้เพื่อกำหนดพารามิเตอร์ขนาดของเซ็นเซอร์

2. ใช้ซอฟต์แวร์การวิเคราะห์ abaqus เพื่อสร้างแบบจำลองเซ็นเซอร์ และทำการวิเคราะห์แบบคงที่และไดนามิกบนเซ็นเซอร์ จะได้การกระจายความเครียดของเซ็นเซอร์ภายใต้ภาระแรงภายนอกและความถี่ธรรมชาติของลำดับหกลำดับแรกของเซ็นเซอร์ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์มีความเป็นเส้นตรงที่ดี

3. ตามหลักการพื้นฐานของถ้วยไฟกระชาก Whits ให้กำหนดโครงร่างของเซ็นเซอร์แรงหกมิติ จากผลการวิเคราะห์ของวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ให้กำหนดพื้นที่การเสียรูปของตัวยางยืด รวมขนาดของโครงสร้างเซ็นเซอร์ และจัดวางเค้าโครงที่เหมาะสม และเพิ่มเอาต์พุตอย่างเหมาะสม และลดปัญหาการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างมิติของเซ็นเซอร์แรงหกมิติบนแพทช์

4. พัฒนาอุปกรณ์สอบเทียบพิเศษสำหรับเซ็นเซอร์ ตามโครงสร้างและรูปร่างของเซ็นเซอร์ ให้ออกแบบชุดอุปกรณ์สอบเทียบเซ็นเซอร์พิเศษ จากผลการทดลองจำลอง เซนเซอร์จะถูกแยกออกจากกัน ใช้วิธีสแควร์และวิธีการโครงข่ายประสาทเทียมของ BP เพื่อคำนวณความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งทั้งสองและทำการศึกษาการสอบเทียบเซ็นเซอร์ให้เสร็จสิ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าวิธีโครงข่ายประสาทเทียมของ BP มีผลการแยกส่วนที่ดีกว่า

RELATED NEWS