طراحی، ساخت و کالیبراسیون یک حس کننده نیرو - گشتاور شش درجه آزادی جهت اندازه گیری نیروها و ممان های وارد بر ادوات کشاورزی

در تحقیق حاضر طراحی، ساخت و کالیبراسیون یک حس کننده نیرو - گشتاور شش درجه آزادی جهت اندازه گیری نیروها و ممان های وارد بر ادوات کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته است. سازه مذکور برای اندازه گیری نیروهای وارد بر ادوات خاک ورزی در سه جهت عمود برهم (در راستای محورهای مختصات) تا محدوده حداکثر 5 کیلو نیوتن و همچنین گشتاورهای ایجاد شده حول محورهای مختصات تا حداکثر 5 کیلونیوتن متر، طراحی و ساخته شد. به منظور طراحی مکانیکی سازه حسگر از روش اجزای محدود و نرم افزار شبیه سازی solid works استفاده شد. تحلیل و توزیع کرنش با استفاده از نرم افزار مذکور برای مشخص نمودن نقاط گرهی کرنش دقیق بر روی بدنه سازه به منظور کاهش اثرات متقابل نیروهای افقی و قائم در حین اندازه گیری، انجام گرفت. کرنش سنج های مقاومت الکتریکی در نقاط گرهی کرنش بر روی حسگر نصب شده اند تا بتوانند به طور مستقل کرنش های مماسی روی سطح حسگر را که در اثر اعمال نیروهای افقی و عمودی ایجاد می شوند، اندازه گیری کنند. سیستم جمع آوری داده از یک دیتالاگر قابل برنامه نویسی مدل dt800 و یک رایانه قابل حمل تشکیل شده است. آزمون های کالیبراسیون استاتیکی حسگر شش درجه آزادی با استفاده از سامانه ای که در گروه مهندسی مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی طراحی و ساخته شد، انجام گرفت. نتایج کالیبراسیون واحد اندازه گیری نشان داد که حسگر طراحی و ساخته شده دارای دقت، حساسیت و قابلیت تکرار مناسبی به منظور اندازه گیری نیروها و گشتاورهای مورد نظر می باشد. منحنی های کالیبراسیون خطی بوده و اثرات متقابل نیروها و گشتاورها نیز بسیار ناچیز بود.