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Medición de fuerzas en tres direcciones donde una célula de carga apenas cabe

  • Fuerza Fx
  • Fuerza Fy
  • Fuerza Fz
  • Momentos Mx My Mz
Representación de un brazo de robot cuya placa base descansa sobre células de carga triaxiales, con un primer plano de las células bajo la placa
Transductores de fuerza triaxiales bajo la placa base de un brazo robótico. Imagen generada a partir del catálogo de transductores de fuerza de Michigan Scientific.

En resumen

En un robot o una prótesis, el transductor de fuerza debe encajar en el conjunto móvil. El TR3D-B-1K mide tres fuerzas de hasta 4,4 kN por eje en un cuerpo de 25,4 × 25,4 × 12,7 mm, con un puente de galgas extensométricas por eje. Una célula de carga de seis ejes TR6D-C añade los tres momentos: 71 kN y 1,4 kN·m en la 16K, 178 kN y 9,5 kN·m en la 40K. Una caja amplificadora SGA3A proporciona ± 10 V por eje.

4,4 kN
capacidad por eje del TR3D-B-1K
25,4 × 25,4 × 12,7 mm
cuerpo del TR3D-B-1K
6
componentes medidos por una célula de carga TR6D-C

Trayectoria de la carga

En un robot, la célula de carga mide el momento en voladizo en la base del brazo en funcionamiento, o las fuerzas sobre el efector final. Una célula de carga de seis ejes proporciona las tres fuerzas y los tres momentos, de modo que el robot percibe las cargas en todas las direcciones; esto sirve para la prensión y el montaje de productos.

Bajo un pie protésico, las células de carga registran las fuerzas entre la prótesis y el suelo en tres direcciones mientras el paciente camina, corre o salta. Los datos sirven para el trabajo sobre el equilibrio y la marcha y para el desarrollo de la prótesis. Las células de carga de seis ejes sirven para simulaciones de articulaciones, miembros protésicos y ensayos de rendimiento.

Una célula de carga de seis ejes entre la muñeca del robot y la pinza Vista lateral del último eslabón de un brazo robótico que termina en una brida de muñeca. Una célula de carga de seis ejes se coloca entre la brida y la placa de la pinza que porta los dedos. Las tres fuerzas Fx, Fy y Fz y los tres momentos sobre el efector final atraviesan la célula. Brazo robótico Fz Fx Fy Tres momentos, Mx My Mz Célula 6 ejes Pinza
Una célula de carga de seis ejes entre la brida de muñeca de un robot y su pinza. Las tres fuerzas y los tres momentos sobre el efector pasan a través de la célula.

Instrumentación

Tres fuerzas, cuerpo más pequeñoTR3D-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, aluminio o acero inoxidable
Tres fuerzas, serieTR3D, 1,1 a 444 kN por eje, tres puentes completos de galgas extensométricas
Fuerzas y momentosTR6D-C-16K, 71 kN y 1,4 kN·m, 101,6 × 101,6 × 50,8 mm · TR6D-C-40K, 178 kN y 9,5 kN·m, 152,4 × 152,4 × 76,2 mm
Montajeplanos de taladro idénticos en la parte superior y la base del TR6D-C; TR3D-B atornillado en una pieza existente tras modificación, o entre bridas realizadas a tal efecto
Protecciónestanqueidad, compensación en temperatura, utilizable de −40 a 149 °C
AmplificadorSGA3A, excitación del puente ± 5 V o ± 2,5 V, salida ± 10 V por eje, calibración por shunt remota
Calibracióncertificado trazable NIST con cada TR3D; informe ISO/IEC 17025 con matriz de diafonía con cada TR6D-C

Procedimiento

  1. 01

    Elegir tres o seis componentes

    Tres fuerzas si el ensayo solo necesita las fuerzas; seis si los momentos deben separarse de ellas.

    Células de carga de seis ejes
  2. 02

    Elegir el cuerpo según el espacio

    El TR3D-B-1K se instala donde haya 25,4 × 25,4 × 12,7 mm disponibles; la capacidad se deduce de la carga y del momento máximo por eje.

    Células de carga triaxiales TR3D-B
  3. 03

    Atornillar la célula en el camino de carga

    Bajo la base, en la brida de muñeca o bajo el pie protésico, mediante bridas realizadas para el conjunto.

  4. 04

    Acondicionar y registrar

    Una caja SGA3A por célula triaxial, ± 10 V por eje; calibración por shunt en cada canal antes del ensayo.

    Caja amplificadora SGA3A

Esfuerzos en los soportes en un vehículo

La misma célula de carga en miniatura mide los esfuerzos en los soportes donde el espacio es reducido. En un árbol de transmisión de varias partes, da los esfuerzos radial y axial sobre el soporte del rodamiento. Entre un motor de motocicleta y su bastidor, las tres direcciones dan la fuerza total sobre los soportes del motor y los amortiguadores de vibraciones.

Resultado

Fuerzas según tres direcciones con una célula de carga de 25,4 mm que se inserta en el conjunto, o fuerzas y momentos con una célula de seis ejes, en el brazo de robot, el efector o el pie protésico.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el tamaño mínimo de una célula de carga triaxial?

El TR3D-B-1K mide 25,4 × 25,4 × 12,7 mm y registra tres fuerzas de hasta 4,4 kN por eje, con un momento máximo de 65 N·m por eje.

¿Qué mide una célula de carga de seis ejes?

Tres fuerzas y tres momentos. En un robot, detecta los esfuerzos en todas las direcciones, lo que sirve para la prensión y el montaje de productos.

¿Cómo medir las fuerzas de reacción del suelo bajo un pie protésico?

Las células de carga se colocan entre el pie protésico y el suelo. Medidas en tres direcciones, las fuerzas proporcionan una retroalimentación biomecánica mientras el paciente camina, corre o salta.

¿Puede una célula de carga en miniatura medir los esfuerzos sobre los soportes del motor en un vehículo?

Sí. La misma célula de carga triaxial en miniatura da los esfuerzos radial y axial sobre el soporte del rodamiento de un árbol de transmisión de varios tramos, o el esfuerzo total sobre los soportes del motor de una motocicleta.

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