Analiza sil, ki delujejo na cloveka v mirovanju

pojavov višjih frekvenc. Drugi primer, ki deluje na osnovi spremembe upornosti
uporovnih lističev zaradi deformacije, je manj zahteven za izvedbo.
Merilniki sil, ki jih uporabljamo v laboratoriju, so zgrajeni na principu merjenja
majhnih deformacij, ki so posledica obremenitve konstrukcije senzorja. Vsak
merilni kanal tvorijo v Wheatstonov mostič povezani folijski merilni lističi, ki
spreminjajo upornost zaradi deformacij. Izhodni signal, ki je diferencialna napetost
reda mV, je proporcionalen sili obremenitve v določeni smeri in ga je potrebno
ojačiti na nivo ±10V . Ojačevalna sistema pritiskovnih plošč sta dobavljena
v kompletu s ploščami, tako da je šest izhodnih kanalov za vsako ploščo
že pripravljenih za zajemanje z A/D pretvorniki. Ojačevalni sistem za senzor
sile robotskega zapestja pa je bil zgrajen na FE. Kot ojačevalniki so bila uporabljena
komercialno dosegljiva hibridna vezja proizvajalca RS, ki vsebujejo precizijske
operacijske ojačevalnike OP177. Vezja se odlikujejo po minimalnem lezenju
(0.5µV/ o C, 3µV/V ) in dobrem potlačenju sofazne napetosti (>129dB).
Vektorje izhodnih napetosti ojačevalnikov merilnikov sil (npr. v0,...,v5) je
potrebno filtrirati in jih kalibrirati s kalibracijsko matriko definirano s strani proizvajalca
merilnika sile. Tako se izloči šum ter medsebojni vplivi med merilnimi
kanali. Izhodne vrednosti po množenju s kalibracijsko matriko so v enotah N in
Nm. Kalibracijska matrika ima za prvo ploščo AMTI naslednjo obliko:
⎡ ⎡
⎤⎡
⎤
f x 74.0 −0.45 −0.225 0.0500 −0.675 1.025 v0
f y
0.95 74.925 0.325 −0.425 −0.20 −0.225
v1
f z
⎢ ⎥ =
1.30 −1.65 292.55 −2.875 −0.575 2.60
v2
⎢−0.05 0.125 0.05 39.075 −0.15 −0.25 ⎥⎢v3⎥
⎤
⎢m x ⎥
⎣m y
⎦
m z
⎢
⎣
Za senzor hodulje JR3 pa:
0.25 0.0 −0.025 0.125 38.90 −0.125
−0.35 0.0750 0.00 −0.075 −0.225 19.575
⎥⎢
⎦⎣
⎡ ⎤ ⎡
⎤ ⎡ ⎤
f Xjr3 449.206 −13.437 −8.31 1.122 −2.33 −17.59 v0
f Y jr3
9.966 450.176 10.794 1.241 −5.823 −3.503
v1
f Zjr3
⎢m Xjr3
=
1.738 3.899 2719.358 38.647 −1.175 11.705
v2
⎥ ⎢ 1.006 0.953 1.432 63.114 −8.459 −0.676
⎥ ⎢v3
⎥
⎣m Y jr3
⎦ ⎣−0.803 −0.419 1.408 −7.915 63.697 −0.303⎦
⎣v4⎦
m Zjr3 −0.823 −0.453 0.964 −0.045 0.252 30.591 v5
Ker se roke trdno oprijemajo ročajev hodulje, nastopa med ročajem in senzorjem
sile pod njim preslikava tako sil kot tudi momentov. Zaradi toge povezave
med ročajem in roko, upravičeno postavimo prijemališče podporne sile rok v središče
ročaja hodulje. Geometrijski odnosi med koordinatnimi sistemi na hodulji
so predstavljeni na sliki 1.4.
Transformacija sil in momentov med koordinatnima sistemoma senzorja in
desnega ročaja je zapisana s sistemom enačb (??):
5
v4
v5
⎥
⎦