Zastosowania

W dzisiejszych czasach metody sterowania siłą/momentem siły są coraz częściej stosowane w nowoczesnej robotyce i systemach sterowania maszynami. Metody te pozwalają na ręczne przesuwanie elementów korpusu maszyny poprzez wywieranie niewielkiej siły na element maszyny, jeśli jest on wyposażony w odpowiednie czujniki, lub poprzez wywieranie niewielkiej siły na specjalnie skonstruowany joystick z układem pomiarowym. Joystick w tym zastosowaniu pełni rolę wieloosiowego dynamometru. Wysoka dokładność pomiaru momentu obrotowego lub siły, która charakteryzuje dynamometry laboratoryjne, nie jest kluczowym wymaganiem w tego typu rozwiązaniach. Główne aspekty, na które należy zwrócić uwagę przy projektowaniu czujnika do układów sterowania maszynami to kompaktowa, osiowosymetryczna konstrukcja, łatwa w montażu i produkcji. Kolejną istotną cechą jest zmniejszenie liczby tensometrów pomiarowych, co prowadzi do maksymalnego uproszczenia układu pomiarowego i zmniejszenia liczby kanałów pomiarowych niezbędnych do obsługi czujnika przy zachowaniu funkcjonalności pomiaru sił i momentów we wszystkich osiach układu kartezjańskiego. Obecnie opracowywanych jest wiele różnych konstrukcji czujników wieloosiowych, które mają szeroki zakres zastosowań, od urządzeń medycznych po urządzenia pomiarowe. W ramach grantu obliczeniowego planowane jest stworzenie modelu 3D-CAD proponowanej konstrukcji czujnika siły/momentu siły, będącego integralną częścią joysticka do sterowaniu maszynami. Zaprojektowany czujnik zostanie przetestowany przy użyciu MES w oprogramowaniu ANSYS. Model 3D czujnika będzie obciążany siłami w trzech kierunkach (Fx, Fy, Fz) i momentem w trzech kierunkach (Mx, My, Mz). Na podstawie analizy rozkładu naprężeń opracowanej konstrukcji czujnika wyznaczone zostaną miejsca montażu elementów pomiarowych tj. tensometrów foliowych.