【6分力計2018】ROVERBALロードセル試作評価した<分力抽出+たわみ測定>

CrossBeamでMxMy分力測定は完成したので、FxFyFzを曲げひずみから分力抽出する手段としてRoverbal式ロードセルを検討開始しました。設計とシミュレーション、3Dプリント、ひずみゲージ貼り、分力抽出測定、たわみ測定と一連の実験評価を1日で完了させました。
●設計とシミュレーション
片持ち梁式になるので、できるだけ剛性をおとさないのでゲインをできるだけ大きくとれるかが設計課題となります。
2mm肉厚でもRoverbalの特長的な応力正負がでました。

この場合の先端たわみは、(ABS相当で10Nで0.07mm相当とでましたので、0.1mm以内なので試作しました。

●試作
0.2mmピッチで2時間で造形できました。幅30mm厚さ12mm
長さ50mmと扁平形状になってます。

●分力抽出測定
片持ち梁に腕を延長して80mm先までモーメントを負荷して、
モーメントのクロストークがどれだけ発生するか分力測定しました。電池91gx5個まで順次吊り下げて、位置3水準で
15回x増減=90データとりました。


荷重位置と出力のグラフをみると、モーメントのクロストークが10%超えで発生してました。


クロストークとしては大きいので、このままでRoverabalを採用できませんので、何故クロストークが大きくなっているのか解析して対策をうたないといけません。負荷の方法からの誤差もあるかもしれませんので別のモーメント負荷方法でも確認してみます。

●たわみも測定しました。
片持ち梁なので、FxFyFzで3本使うと3倍変位しますので
6分力計の剛性を著しく低下させる恐れがあるのでたわみがシミュレーション通りになっているか測定しました。


たわみは、1000Nmmでも0.1㎜以下ですので、ほぼOKです。
シミュレーションではABSの10Nで0.07mmですが
Carbonの実測では、0.03mmと半分くらいでした。
ヤング率がABSの倍あるのでABSのシミュレーションの半分程度のたわみが発生する計算でシミュレーションが使えそうです。

●以後
モーメントによるクロストークの原因と原理を明確にしないとRoverabal方式が採用できないので、解析していきます。

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