توضیحات
اندازه گیری و کنترل نیرو نقش اساسی را برای دستیابی به یک کنترل تعاملی هوشمند و ایمن بازی می کند. در نتیجه می توان برای ایجاد یک کنترل تعاملی ایمن بین ربات و محیط (دست انسان) از حسگرهای نیروی چند محوره استفاده کرد. توسط این روش می توان کنترل پیچیده تر را برای سیستم رباتیکی طراحی و پیاده سازی کرد. در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات سه نسل از حسگر های نیروی صلب چند محوره طراحی و ساخته شده است. نسل اول حسگر نیروی چند محوره، توسط آقای محمد شریف زاده طراحی و ساخته شده است که با استفاده از لودسل میزان نیروی وارد به محور های مختلف را اندازه گیری می کند. این حسگر دارای دقت 0.1 نیوتن در محور های x و y و دقت 0.2 نیوتن در محور z می باشد که با دارا بودن بازه ی 5 نیوتنی اندازه گیری برای کاربرد های تعاملی مناسب می باشد. نسل دوم و سوم حسگر نیروی چند محوره، توسط آقایان دانییال موسوی و آرمان بیرانوند با استفاده از خواص مغناطیسی برای دستیابی به دقت و حساسیت بالاتر و هزینه ی کمتر ساخته شد. این دو نسل که کارکرد آن مبتنی بر اثر هال می باشد، توانایی اندازه گیری نیرو در سه محور به صورت وابسته در نسل دوم و به صورت مستقل در نسل سوم را دارا بوده و نسل سوم حسگر نیرو دارای تفکیک پذیری 0.002 و 0.001 نیوتن در محور x، y و دقت 0.2 نیوتن در محور z می باشد. در حال حاضر در آزمایشگاه تعامل انسان و ربات ساخت حسگرهای نیروی ادامه دارد و نسل های جدیدی از این حسگرهای در حال بررسی و توسعه می باشند. هدف اصلی در ساخت این توع حسگرها استفاده از آنها در عملبات های تعاملی انسان با ربات می باشد.
![](https://taarlab.com/wp-content/uploads/2021/03/079.jpg)
توضیحات
در این حسگر، ساختار بهگونهای است که سنجش نیرو در هرکدام از محورها، توسط دو حسگر اثر هال و بهطور تفاضلی انجام میگیرد و درنتیجه برخلاف دیگر حسگر ها که تشخیص جهت چالشی بزرگ بود، این حسگر با ساختار مناسب و هوشمندانه خود این چالش را حل نموده و توانایی سنجش خروجیهای هر محور را بهطور مستقل را دار است. با توجه به این ساختار، خطی پذیری در این حسگر به مزیتهای این حسگر افزوده و نیروی اعمالشده به حسگر در نقطه مؤثر حسگر به راحتترین شکل ممکن قابلاندازهگیری است. با فرض صلبیت در اندازهگیریها و درنظرگرفتن کلیه ویژگیهای حسگر و ساختار مناسب آن، کالیبراسیون این نسل بسیار آسان بوده و تنها کافیست برای کالیبراسیون هر یک از محورها، نیروی مرجع به محور موردنظر اعمال گردد و خروجی حسگر نیز دریافت گردد و درنتیجه کالیبراسیون حسگر بدین ترتیب انجام میشود. همچنین لازم به ذکر است در کالیبراسیون این حسگر از یک حسگر تکمحوره و یک پیچ انتقال قدرت بهمنظور ایجاد نیروی مرجع موردنظر و قابلاندازهگیری بهصورت دیجیتال استفادهشده است. از این نوع حسگر می توان در کاربرد های صنعتی و آزمایشگاهی بهره برد. حسگر ارائه شده، می تواند بر روی مجری نهایی ربات ها متصل شده و نیروی اعمالی به محیط توسط ربات را اندازه گیری کند. این کاربرد می تواند قابلیت کنترل نیرو و یا کنترل امپدانس در ربات ها را به وجود آورده و در کابرد های تعاملی بین ربات و محیط و مخصوصا انسان به کار برود. کاربرد این حسگر ها در حوزه ی صنعت می تواند در سنجش برخورد، فشار و نیرو به هر جسمی در نقطه ای خاص باشد. وظیفه ی اصلی حسگر طراحی و ساخته شده، کابرد آن در حوزه ی رباتیک و به کارگیری آن در مجری نهایی ربات می باشد، که می تواند یک رابطه ی نیرویی با محیط را برقرار کند و درک ربات را نسبت به محیط ناشناخته ی خود بالا ببرد.
پژوهشگران
دانیال موسوی، آرمان بیرانوند، محمد شریفزاده
کلمات کلیدی
حسگر نیروی چند محوره، حسگر نیرو، تعامل انسان و ربات
به زودی این بخش تکمیل خواهد شد.
به زودی این بخش تکمیل خواهد شد.