Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lek_11.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
212.99 Кб
Скачать

2 Силомоментні системи надання чутливості

Силомоментні системи надання чутливості адаптивних роботів– технічні засоби, призначені для вимірювання складових головного вектора сил і моментів, що діють на робочий орган маніпулятора, в проекції на зв'язану з давачами систему координат. Силомоментні давачі розташовують:

  • безпосередньо в губках захвату;

  • між останньою ланкою і захватом маніпулятора – коли в процесі роботи потрібно автоматично змінювати робочий орган;

  • окремо від маніпулятора, наприклад, в основі координатного столу, на якому закріплена деталь. В цьому випадку параметри силової взаємодії захвата маніпулятора і деталі вимірюються відносно нерухомої декартової системи координат

Силомоментні давачі визначають величину сили, що виникає при фізичному контакті ЗП з об’єктом, шляхом вимірювання пружних деформацій чутливих елементів давачів і перетворюють їх в електричний сигнал за допомогою п’єзоелектричних, тензорензисторних та магнітопружних перетворювачів.

2.1 П’єзоелектричні давачі

Дія п’єзоелектричних давачів грунтується на вимірюванні заряду, пропорційного внутрішнім механічним напруженням розтягу-стиску чи зсуву, які викликає зовнішня діюча сила.

Типова схема простішого п’єзоелектричного давача зображена на рисунку 11.2. П’єзокерамічні шайби 3 (кераміка, спечена при високій напрузі, має об’ємний статичний заряд), розділені прокладкою, встановленні співвісно в циліндричному корпусі 2. Типове значення ємності давача 10 пФ. Прикладене зусилля F не змінює величини заряду, але змінює вектор напружень електричного поля Е; сигнал з п’єзокерамічних шайб через підсилювач реєструє зміну напруги. Перевагою такого давача є малі розміри і маса,високо жорсткістьнизька чутливість до зміни температур, а недоліком – ефект стікання заряду (через 1с дії зусилля похибка становить 10-3). Тому п’єзоелектричні давачі такого типу доцільно використовувати в системах, де потрібно реєструвати факт торкання, або миттєве значення сили чи вимірювання динамічних сил.

Для вимірювання статичних сил використовують п’єзоелектричний трансформаторний давач, показаний на рисунку 11.3. Давач складається з п’єзоедлектричного трансформатора 2, що являє собою п’єзоелемент з двома парами електродів, до однієї з яких підключено генератор електричних коливань, а інша з’єднана з вимірювальним ланцюгом. П’єзоелемент поміщено в корпусі 6 між демпферуючими прокладками 1. Вимірюване зусилля подається на п’єзоелемент через силоввідний елемент у вигляді сталевої кульки 4 і силорозподілювача конічної форми 5. Чутливість таких давачів залежить від матеріалу і розмірів п’єзоелемента. Наприклад, давач з матеріалу ЦТС-19 має крутизну перетворення 1-5 В/Н. Для підвищення чутливості давача п’єзоелектричні трасформатори об’єдують, розташовуючи їх при цьому співвісно.

2.2 Магнітопружні перетворювачі

Магнітопружні перетворювачі базуються на використанні ефекту зміні магнітних властивостей феромагнітних матеріалів під дією механічних напружень. Приклад давача з магнітопружним чутливим елементом 1 приведено на рисунку 11.4. В ненапруженому стані обмотка збудження давача 2 створює магнітне поле, вектор індукції якого направлений під кутом 45 до вектору діючої сили F. При механічному навантаженні магнітне поле деформується, при чому вектор магнітних напружень змінює свій напрям, внаслідок чого на вторинній обмотці 3 давача виникає напруга, пропорційна діючій силі.

Великою перевагою магнітних перетворювачів з перехрещеними обмотками є можливість їх використання в екстремальних умовах при високих тисках, температурах, вологості і підвищеній радіації., коли потрібна висока надійність, але не надто висока точність. Магнітопружні давачі можна використовувати при навантаженнях 103 Н і більше.

Для вимірювання малих переміщень пружних елементів при конструюванні силомоментних і тактильних систем використовують різні електромагнітні, ємнісні і оптичні чутливі елементи які розглядаються при вивченні тактильних давачів.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]