Bir hobi dişli kutusu, daha iyi kuvvet sensör çözünürlüğü için küçük kuvvetleri mekanik olarak yükseltmek için kullanılabilir mi?

Küçük kuvvetleri (0,5 mN'den az) ölçmek için bir cihazda bir kuvvet sensörü (piezorezistif kuvvet sensörü) yapılandırmaya çalışıyorum. Bu sistemin gürültüsünden dolayı zordur. Bu sorunu ele almayı düşündüğüm yollardan biri, güç sensörüne uygulanan kuvveti bir dişli kutusuyla mekanik olarak yükseltmektir. Uygulanan küçük kuvvet, tahrik çubuğundaki bir dişli ile dişli kutusuna aktarılacak ve artan torktan gelen yükseltilmiş kuvvet başka bir dişli ve tahrik çubuğu ile sensöre aktarılacaktır (şematik bakınız). Bununla birlikte, dişli kutuları konusunda hiçbir tecrübem yok ve fizibilite hakkında bir fikir istiyorum ya da bu sistem bile mantıklı geliyorsa. Özellikle dişlilerdeki statik sürtünme kuvvetlerinin, özellikle dişli kutuları tamamen farklı bir amaç için tasarlandığından yanlışlıklara neden olacağından endişe duyuyorum.

mechanical-engineering gears

— Scarlet L.
kaynak

Yanıtlar:

Vites kutusu veya manivela bağlantılarında, diğer endişelerinize cevap vermek için ters tepki olacak. İstediğiniz düşük gürültü, doğruluk ve hassasiyetin yanı sıra ihtiyaç duyduğunuz hassasiyeti elde etmek için bu tür bir mekanik amplifikatör kullanan bir sisteme girdiğinizde, esas olarak hassas bir saat olanı elde edersiniz ... Yapılabilir mi? ? Emin. Yine de zaman alıcı ve pahalı olacak.

Sadece bir satın almak için daha hızlı, daha ucuz ve daha verimli olacak Mikro Newton seviye kuvvetlerini ölçmek için tasarlanmış yük hücresi . Öğrenciyseniz, şirket sponsoru olmayan bir öğrenci bütçesinde proje yapıyorsanız, şirketi yine de aramalısınız, yine de size yardımcı olabilirler.

Ölçüm cihazını gerçekten kendiniz kurmanız gerekiyorsa, Burulmalı terazi . Genellikle iki nesne arasındaki çekim kuvveti kuvveti gibi şeyleri ölçmek için kullanılırlar, bu nedenle konsept ölçümlerinizle aynı doğrultudadır. Ayrıca bir gerilim ölçer tabanlı sensör, belki de bir çeşit konsol kiriş oluşturabilirsiniz.

— DLS3141
kaynak

Mekanik tip bir amplifikatör yapmanın imalat toleransları nedeniyle hataya eğilimli olduğunu kabul ediyorum. Boşluk her zaman bir problemdir, ancak kurulumun gerçekten umursamayacağını bilmiyoruz, ayrıca bazen boşluğa da bakabilirsiniz. Konsol tipi ve sıkıştırma çubuğu tipi gerilim ölçer çözümleri, biraz ucuz gerilim ölçerlerde bile oldukça hassastır. Fakat yine de sıfır bütçe sıfır bütçedir, genellikle buna göre daha fazla iş.

— joojaa

@joojaa, OP bir bütçeden bahsetmiyor, bunun için bağlam olarak fazla bir şey sunmuyor, kim bilir.

— DLS3141

Bütçe küçük olsa da, OP ise böyle bir kurumu asla seçmezdi.

— joojaa

Bu benim tahminim ama kim bilir. Bir lisans öğrencisiyken, bir öğrenci projesinde çalıştım ve fazla çaba göstermeden enstrüman için $ 3k'dan fazla para kazanmak için ne yaptığımla ilgilenen bir şirket buldum.

— DLS3141

Evet, bir dev proje için endüstriyel malzeme demosunu almak oldukça yaygın. En az bir lidar teslim, birkaç barkod okuyucu ve birkaç yüksek son ivmeölçer gördüm. Bazı şirketlerin büyük bir satış bütçesi olduğunu tahmin ediyorum.

— joojaa

Aslında daha basit bir yapı ve daha az sürtünme olduğundan, bir vites kutusu yerine bir kol kullanmak isteyebilirsiniz. Ancak, bir dişli aslında katlanmış bir kol olduğundan, aynı tork artışı sağlar. Gerçekten fantezi olmak istiyorsanız, bunu iki iğneyle birleştirin, ancak bu gerekli değildir.

Yeni sistemi kurduktan sonra bir şekilde kalibre ettiğinizden emin olun. Öte yandan, sadece bir gerginlik ölçere yatırım yapabilir ve bilinen boyutlara sahip bir mile bağlayabilirsiniz, çünkü bu, birleştirme kuvvetini bir yerden başka bir yere aktarmak için dönen ekleminizin doğruluğuna güvenmekten daha güvenilir olabilir

— joojaa
kaynak

Cevabınız için teşekkürler! Bir süre sonra, sistemimin mekanik kurulumu için bir kolun çalışacağını sanmıyorum. Milin üzerinde bir gerginlik ölçer kullanmayı düşünmemiştim, bu yüzden bu önerinin maliyetini daha fazla düşünebilirim.

— Scarlet L.