Medición de los esfuerzos que sufre un dron al soltarlo y al tomar contacto
En resumen
La carga útil solicita la estructura a través de sus soportes, ganchos, raíles y su mecanismo de soltado; el tren de aterrizaje la solicita al aterrizar. Galgas extensométricas aplicadas a estas piezas, o células de carga miniatura o a medida colocadas en la trayectoria de los esfuerzos, miden las fuerzas sin modificar la geometría ni añadir masa innecesaria. La célula de carga triaxial TR3D-B-1K mide 25,4 × 25,4 × 12,7 mm para 4,4 kN por eje.
- 25,4 × 25,4 × 12,7 mm
- cuerpo de la célula de carga triaxial TR3D-B-1K
- 4,4 kN
- capacidad por eje del TR3D-B-1K
- 3
- salidas de puente por célula de carga triaxial
Trayectoria de la carga
En vuelo, el peso de la carga útil y las fuerzas de maniobra pasan de la carga útil al fuselaje a través de los soportes y del mecanismo de liberación. En la liberación, el mecanismo soporta la fuerza necesaria para soltar. En el contacto, la fuerza del suelo entra por los patines, las bases o las patas del tren de aterrizaje.
El transductor se coloca donde la fuerza ya pasa: un soporte, un gancho o una pata equipados con galgas extensométricas, o una célula de carga miniatura atornillada en el recorrido de la carga útil. La carga útil soporta fuerzas estáticas, dinámicas y transitorias: carga vertical debida al peso y a las maniobras, cargas laterales debidas al viento, a la aceleración o a una liberación asimétrica, golpes durante una caída, y ciclos de fatiga en misiones repetidas.
Instrumentación
| Soporte de carga útil, gancho, riel | galgas extensométricas en la pieza de serie, o una célula de carga miniatura en el recorrido |
|---|---|
| Mecanismo de liberación | células de carga miniaturas, o piezas de serie equipadas con galgas extensométricas |
| Tren de aterrizaje | galgas extensométricas en las patas, patines o bases; en un banco de ensayo, una célula de carga triaxial bajo cada punto de contacto |
| Célula de carga miniatura | TR3D-B-1K, 4,4 kN por eje, 25,4 × 25,4 × 12,7 mm, 65 N·m de momento máximo por eje, 4,5 mV/V |
| Amplificador | SGA3A, excitación del puente ± 5 V o ± 2,5 V, salida ± 10 V por eje, calibración por shunt remota |
Liberación y contacto
En la liberación, el registro da la fuerza necesaria para accionar el mecanismo, muestra si se bloquea bajo carga o si suelta solo parcialmente bajo fuerzas fuera de eje, y cómo reacciona la aeronave cuando la carga útil se separa. Los datos sirven para ajustar el momento de la liberación, reducir la fricción en el mecanismo y comprobar que se comporta igual ante temperatura, vibración y carga útil.
Al tocar el suelo, la grabación da la fuerza de cresta, las cargas laterales y de torsión, la duración y la forma del impacto, y la fatiga acumulada en aterrizajes repetidos. Los resultados validan la resistencia del tren y orientan su amortiguación.
Procedimiento
- 01
Elegir las piezas a instrumentar
Soporte de carga útil, mecanismo de largado, patas o patines del tren, según las averías que haya que prevenir.
- 02
Equipar la pieza con galgas o montar una célula de carga
La pieza de serie se equipa con galgas extensométricas, se compensa en temperatura y se calibra, o se atornilla una célula de carga miniatura en el camino.
Transductores de galgas extensométricas a medida - 03
Acondicionar los puentes
Una caja SGA3A por célula de carga triaxial entrega ± 10 V por eje al registrador.
Caja amplificadora SGA3A - 04
Grabar el vuelo, el largado y el aterrizaje
Los canales se ponen a cero sin carga útil y se graban durante la misión.
Resultado
Las fuerzas en el camino de la carga útil, en el largado y al tocar el suelo, medidas en las piezas originales o con células de carga lo bastante pequeñas para la célula (del avión). Los soportes, el mecanismo de largado y el tren de aterrizaje se dimensionan a partir de las cargas grabadas.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se miden las cargas del tren de aterrizaje en un dron?
Galgas extensométricas en las patas, patines o apoyos. En un banco de ensayo, una célula de carga triaxial bajo cada punto de contacto del tren mide las fuerzas al tocar el suelo.
¿Qué se mide en el mecanismo de largado de carga útil de un dron?
La fuerza necesaria para accionar el largado, si el mecanismo se bloquea bajo carga, si fuerzas fuera de eje provocan un largado parcial, y cómo reacciona la aeronave al separarse la carga útil.
¿La instrumentación de una pieza de dron modifica su geometría o su masa?
La aplicación de galgas extensométricas en la pieza de serie conserva su geometría. Una célula de carga miniatura como la TR3D-B-1K añade un cuerpo de 25,4 × 25,4 × 12,7 mm en el camino de la carga útil.
Aplicaciones similares
Todas las aplicaciones-
Componente Robótica y prótesis Fuerzas en tres direcciones y momentos en un brazo de robot o un pie protésico, con una célula de carga lo bastante pequeña para caber en el conjunto. -
Elevación Supervisión de cargas de grúa La fuerza en cada punto de los cables y del aparejo de una grúa, para que ninguna pieza soporte una carga superior a su capacidad. -
Banco de ensayo Medidas en un espacio reducido Medidas de deformación o de temperatura en una pieza en rotación cuando no hay espacio para un anillo colector y un amplificador separado.