El sensor de curva económico se transforma con precisión

Óscar Soto
Óscar Soto

En este momento estamos bastante familiarizados con los sensores de curva de resistencia presupuestaria, pero este sensor es completamente diferente. En lugar de depender de elementos resistentes, [Useok Jeong] y [Kyu-Jin Cho] inventó un sensor de curva que depende de las características geométricas del propio sensor. El resultado es una medida de mayor fidelidad a partir de una colección de acciones bastante disponible.

Reconoceremos, llamando a este dispositivo un flexión El sensor puede estar un poco tenso, así que exploremos algunos de los principios funcionales. Lo que realmente medimos es el ángulo acumulado, la suma de todas las deformidades de curvatura a lo largo del elemento sensorial. El sensor está compuesto por 3 piezas principales: malla de alambre de extensión externa basada en resortes; núcleo de alambre interno estirado flexible fijado en un extremo; y un pequeño sensor de desplazamiento que mide los cambios de longitud en el extremo libre del cable. El ingrediente secreto para impulsar esta disposición es una propiedad especial de la toma de cable exterior o Guía de primavera. Aquí está la guía de primavera en realidad resiste siendo comprimido siendo flexionado. Debido a que el radio interior de la curva permanece constante, el núcleo del alambre central se ve obligado a alargarse. Con el cable sobrante enrollado en la base del sensor, simplemente medimos cuánto hemos recolectado, aplicamos algunas matemáticas y obtenemos un ángulo resultante. Además, las personas detrás de este truco también muestran que la longitud y la relación angular son lineales con un R-cuadrado de 0,9969.

Una de las mejores partes de este sensor es lo reproducible que se ve a partir de una modesta colección de existencias. Guía de primavera (también conocido como: primavera extendida) está disponible en McMaster-Carr y DR Templeman, y este núcleo flexible podría reemplazarse fácilmente con cualquier cable de acero.

No todos los días aparecen en el mundo nuevas topologías para sensores curvos, y mucho menos lineales. Para obtener más información, las personas detrás del proyecto hicieron que su artículo de investigación tuviera acceso abierto para su lectura de la tarde. (¡Traiga papel borrador!) Finalmente, si está buscando otros sensores curvos relacionados, eche un vistazo a esta configuración de medición de múltiples curvas.

  • Andy Pugh dice:

    Esto parece utilizar un problema conocido desde hace mucho tiempo con los cables de freno de bicicleta, y el que se diseñaron para eliminar los cables SIS.
    Los frenos de bicicleta tradicionales (y todos los cables de control tipo Bowden) utilizan un exterior de resorte en espiral y un interior de cable de alambre.
    Cuando se usaba para cambiadores de engranajes montados en barras, esto provocaba cambios fantasma al girar los ladrillos (esta era una de las razones por las que los alternadores estaban tradicionalmente en la tubería de bajada). Cuando las velocidades de la caja de cambios aumentaron y las conexiones de transmisión disminuyeron, esto se convirtió en un problema real, y Shimano (creo) creó el cable exterior SIS, que es un paquete de cables longitudinales junto con un enchufe de plástico. Esto no tiene el problema de “exterior abierto por resorte” que utiliza este sensor.
    La desventaja es que el cable SIS se ve muy fuerte, y si los mecanismos de engranajes se ponen rígidos, puede dividir el paquete o tirar de todos los cables por el extremo. Así que realmente no funcionará para los frenos. Afortunadamente, los frenos están modulados por la fuerza, por lo que no se nota particularmente el impacto y se utilizan enchufes de alambre en espiral.
    Por lo tanto, siempre ha sucedido que si mezcla los enchufes, los frenos pueden fallar, pero ahora, incluso si mezcla los enchufes, es posible que su sensor de curva no funcione.

  • Paul dice:

    Me gusta la idea de usar un cable Bowden como sensor de curva, pero tuve que ver cómo el movimiento del cable se traduce en algún valor eléctrico.

    La página 13 tiene algunos detalles sobre la parte del sensor. El cable interior se enrolla alrededor de un imán polarizado diametralmente y un sensor Hall detecta la rotación del imán. Estos sensores tienen una resolución de 12 bits (aproximadamente 10 bits de precisión) para una rotación completa.

    En la página 17 se analizan los problemas de temperatura con un cable dinástico (UHMWPE) en un enchufe exterior enrollado de acero. y los efectos de la temperatura pueden ser de más de medio grado de rotación por cada grado de temperatura, lo que no es bueno.
    Algunas ideas de mejora:
    * Use acero sobre acero para el cable (como un cable Bowden de freno de bicicleta personalizado)
    * Agregue un resorte más fuerte para relajar entre el cable interior y exterior.
    * Utilice una forma diferente de sentir. Me viene a la cabeza un indicador de casa digital normal (electrónico) o un dispositivo similar.
    * El sensor de fuerza y ​​resorte se puede combinar con medidores de tensión. Me viene a la cabeza un sensor de balanza de cocina de 5 kg.

    No me importan mucho las derivadas matemáticas. No cuentan con no ideales mecánicos y parece que una simple calibración con medidas reales sería una mejor manera de elegir un sensor de este tipo.

    Nota al margen:
    Usar cables Bowden para cambiar de marcha en una bicicleta no es … en el mejor de los casos, lo ideal debido a este mismo efecto. Rohloff tiene una buena solución al mover el trinquete y la parte clave del mango de la bicicleta al engranaje.

  • kdev dice:

    Curiosamente, es un flexor más simple que el de https://la-tecnologia.com/2020/06/26/slipping-sheets-map-multiple-bends-in-this-ingenious-flex-sensor/, pero puede medir un solo curva en cualquier dirección en lugar de múltiples curvas en un plano 2D.

  • Un dron dice:

    Useok Jeong y Kyu-Jin Cho, “Estudio de viabilidad del control de tensión del cable Bowden basado en un esquema de dos cables”, IEEE ICRA, Singapur, 2017

    Aquí IEEE unobtanium y Sci-Hub no tienen ni idea. Lo siento.

    • cazador dice:

      http: // useokjeong com / wp-content / uploads / Conf-29_2017_A-Faasibility-Study-on-Tension-Control-of-Bowden-Cable-Based-on-a-Dual-Wire-Scheme.pdf
      Solo agrega un punto

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