某大学测试水下仿生胸鳍推进力--三轴力传感器

文章出处：naichuang 人气：发表时间：2020-04-10 10:37:06

鳍，是指鱼类和某些其他水生动物的类似翅或桨的附肢，起着推进、平衡及导向的作用。按其所在部位，可分为背鳍、臀鳍、尾鳍、胸鳍和腹鳍。相当于陆生动物的前肢，着生于鳃盖后缘的胸部。对鱼类具有运动、平衡和掌握运动方向的机能。
  当鱼停止前进时，胸鳍用于控制鱼体的平衡；缓慢地游动时，胸鳍又起着船桨的作用；高速行进时，胸鳍紧贴鱼体，当它举起时，则可减速和制动；当胸鳍一侧紧贴鱼体，一侧举起，则鱼体朝举起的一侧拐弯前进，协助尾鳍起舵的作用。
  胸鳍的主要作用如下：
  01#制动
  02#配合其他鳍平衡鱼体
  03#配合其他鳍控制转向
  04#配合膘等提供上升动力
  05#支撑身体头部
本实验主要测试胸鳍鳍面在水下进行摇翼动作所产生的各向应力以及不同胸鳍鳍面鳍条参数对推进力产生的影响；

设计模型由伺服电机驱动胸鳍模型来模拟胸鳍柔性摆动，由此过程会产生三个方向的应力，Fx推进力，Fy扭转力，Fz提升力；

传感器作为上固支端连接节点，通过连接杆固支水下胸鳍运动模型；
实验选用三分力传感器FC3D60-50N，同时测量笛卡尔坐标系内三轴向的受力情况，量程为50N。

FC3D系列是专用于笛卡尔坐标系中三轴向力测量的应变式测力传感器，可以同时测量X,Y,Z三个方向的受力情况。可选三方向Fxyz量程：20~200N、500~1000N、2k~10kN、20~100kN、200kN~500kN；更多量程接受定制；

三轴力传感器广泛应用于汽车测试，生物医疗，机器人制造，以及抛光研磨设备力控系统，变速箱档位检测，汽车运动过程车轮受力等工况及相关设备上。

传感器规格：

规格型号	量程范围	尺寸-安装规格
FC3D60	20N,50N,100N,200N	606027 4*M4
FC3D80	200N,500N,1kN,2kN	808027 4*M5

技术参数：

序号	参数指标	参考值	单位
1	额定载荷( Fx/ Fy/Fz)	0~50,0~1k,0~10k,0~100k	N
2	灵敏度( Fx/ Fy/Fz)	0.5~1.5	mV/V
3	非线性误差	<0.15	%F.S.
4	滞后性误差	<0.25	%F.S.
5	单向综合误差( Fx/ Fy/Fz)	<0.3	%F.S.
6	各向耦合误差( Fx/ Fy/Fz)	<2.0	%F.S.
7	零点平衡	±2.0	%F.S.
8	零点温度影响	<0.05	%F.S./10℃
9	输入电阻	730±5	Ω
10	输出电阻	700±2	Ω
11	绝缘电阻	≥5000	MΩ
12	最大激励电压	15（推荐 10VDC）	V DC
13	使用温度范围	-30~+75	℃
14	允许过载	150%F.S
15	弹性体材质	40CrMo 合金钢(或铝合金)