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三軸力傳感器與仿生學(xué)
鰭,是指魚(yú)類(lèi)和某些其他水生動(dòng)物的類(lèi)似翅或槳的附肢,起著(zhù)推進(jìn)、平衡及導向的作用。按其所在部位,可分為背鰭、臀鰭、尾鰭、胸鰭和腹鰭。相當于陸生動(dòng)物的前肢,著(zhù)生于鰓蓋后緣的胸部。對魚(yú)類(lèi)具有運動(dòng)、平衡和掌握運動(dòng)方向的機能。
當魚(yú)停止前進(jìn)時(shí),胸鰭用于控制魚(yú)體的平衡;緩慢地游動(dòng)時(shí),胸鰭又起著(zhù)船槳的作用;高速行進(jìn)時(shí),胸鰭緊貼魚(yú)體,當它舉起時(shí),則可減速和制動(dòng);當胸鰭一側緊貼魚(yú)體,一側舉起,則魚(yú)體朝舉起的一側拐彎前進(jìn),協(xié)助尾鰭起舵的作用。
胸鰭的主要作用如下:
制動(dòng);
配合其他鰭平衡魚(yú)體;
配合其他鰭控制轉向;
配合膘等提供上升動(dòng)力;
支撐身體頭部。
本實(shí)驗主要測試胸鰭鰭面在水下進(jìn)行搖翼動(dòng)作所產(chǎn)生的各向應力以及不同胸鰭鰭面鰭條參數對推進(jìn)力產(chǎn)生的影響;
設計模型由伺服電機驅動(dòng)胸鰭模型來(lái)模擬胸鰭柔性擺動(dòng),由此過(guò)程會(huì )產(chǎn)生三個(gè)方向的應力,Fx推進(jìn)力,Fy扭轉力,Fz提升力;
傳感器作為上固支端連接節點(diǎn),通過(guò)連接桿固支水下胸鰭運動(dòng)模型;
實(shí)驗選用三軸力傳感器FC3D60-50N,同時(shí)測量笛卡爾坐標系內三軸向的受力情況,量程為50N。
FC3D系列是專(zhuān)用于笛卡爾坐標系中三軸向力測量的應變式測力傳感器,可以同時(shí)測量X,Y,Z三個(gè)方向的受力情況??蛇x三方向Fxyz量程:20~200N、500~1000N、2k~10kN、20~100kN、200kN~500kN;更多量程接受定制;
三軸力傳感器廣泛應用于汽車(chē)測試,生物醫療,機器人制造,以及拋光研磨設備力控系統,變速箱檔位檢測,汽車(chē)運動(dòng)過(guò)程車(chē)輪受力等工況及相關(guān)設備上。
傳感器規格:
規格型號 | 量程范圍 | 尺寸-安裝規格 |
FC3D60 | 20N,50N,100N,200N | 60*60*27 4*M4 |
FC3D80 | 200N,500N,1kN,2kN | 80*80*27 4*M5 |
技術(shù)參數:
序號 | 參數指標 | 參考值 | 單位 |
1 | 額定載荷( Fx/ Fy/Fz) | 0~50,0~1k,0~10k,0~100k | N |
2 | 靈敏度( Fx/ Fy/Fz) | 0.5~1.5 | mV/V |
3 | 非線(xiàn)性誤差 | <0.15 | %F.S. |
4 | 滯后性誤差 | <0.25 | %F.S. |
5 | 單向綜合誤差( Fx/ Fy/Fz) | <0.3 | %F.S. |
6 | 各向耦合誤差( Fx/ Fy/Fz) | <2.0 | %F.S. |
7 | 零點(diǎn)溫度影響 | <0.05 | %F.S./10℃ |
8 | 最大激勵電壓 | 15(推薦 10VDC) | V DC |
9 | 使用溫度范圍 | -30~+75 | ℃ |
10 | 允許過(guò)載 | 150%F.S | |
11 | 彈性體材質(zhì) | 40CrMo 合金鋼(或鋁合金) |