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用于螞蟻仿生學研究的 3D 微力測量平臺

發(fā)布時間:2023-08-08      點擊次數(shù):1098

用于螞蟻仿生學研究的 3D 微力測量平臺

螞蟻是生物界真正的大力士。在實驗室測試中,formica polyctena, 一種紅色的木螞蟻,能夠攜帶 40倍自身重量的物體。但是測量螞蟻這類具有極輕重量生物產(chǎn)生的反作用力極具挑戰(zhàn)性,螞蟻在運動中產(chǎn)生的力幾乎無法用現(xiàn)有方法進行測量。洞察螞蟻的運動能夠為負載安全應(yīng)用提供寶貴的方法和途徑。因此來自德國 Jena 大學 的 Lars Reinhardt 和 Reinhard Blickhan 博士試圖找出解決方法。他們開發(fā)了強大的微力測量平臺,在微牛頓范圍進行可靠地測量 - 在運動的三個相關(guān)方向進行。 HBM 為其提供了MGCplus 放大器系統(tǒng)和 catman Easy 測試和測量軟件

昆蟲運動研究 為機械、感官生理學和運動技能提供了重要的基礎(chǔ)。通過對真實生物的研究能夠帶來新發(fā)現(xiàn),例如 仿生學和機器人。這包括采用六條腿的穩(wěn)定承載和運輸裝備結(jié)構(gòu)等。

由德國研究基金會 (DFG) 資助的微力測量平臺朝這個目標前進了一大步,能夠可靠地測量螞蟻極微小的動態(tài)運動。

測力平臺,無法進行三維和極小力測量

采用反作用力原理的微力測量平臺已經(jīng)有數(shù)十年歷史了。但是,其只能在二個維度上進行測量,并且不夠結(jié)實,無法進行足夠周期的測量以獲得用于研究的精確結(jié)果。 另外,新的可以進行 三維測量的平臺, 由于材料和設(shè)計的問題,無法對微牛頓范圍內(nèi)的 極微小的力 進行精確測量,無法獲取只有 23,2 mg 的螞蟻運動的動態(tài)特性。

Jena 強大的微力測量平臺

由 Jena 大學科學家 Lars Reinhardt 和 Reinhard Blickhan 博士開發(fā)的 測力平臺能夠?qū)ξ浵佭\動產(chǎn)生的發(fā)作用力進行精確測量,并且可以在 三個維度上 進行測量。新的 3D 平臺 非常結(jié)實,精度高達 4 mN 并且測量通道之間的串擾非常低,應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。

Reinhardt 和 Blickhan 對新的平臺進行了六個月的可靠和耐久性測試。新的 3D 微力測量平臺已經(jīng)承受高達 3,000 次負載,沒有顯示任何的材料缺陷和不確定的問題。另外的優(yōu)勢包括,費用低廉,并且可以用于多種測量領(lǐng)域。

HBM 在標定,測量和分析方面扮演了重要角色

Jena 大學的運動科學家開發(fā)的測量平臺基于 高精度立體光刻技術(shù)。材料的原型類似于聚碳酸酯 (PC),非常輕,彈性好,并帶有客戶定制的半導(dǎo)體應(yīng)變片。 HBM 提供了 MGCplus 數(shù)字放大器系統(tǒng) 和 catman Easy 測試和測量軟件 用于 測量,數(shù)據(jù)采集,可視化和分析。

HBM 久經(jīng)考驗的 MGCplus 放大器系統(tǒng)專門用于實驗室和測試臺。由于其采用了模塊化的設(shè)計,系統(tǒng)幾乎能夠適合任何測量任務(wù),包括力,重量,位移,壓力,溫度,扭矩,加速度,應(yīng)變,機械應(yīng)力或電壓,電流,頻率和電阻的 靜態(tài)和動態(tài)測量,并且具有極高的精度,長期穩(wěn)定性和抗干擾性。

HBM catman Easy 測量軟件 和測試設(shè)備能夠組成理想的測量工具,進行數(shù)據(jù)采集, 可視化和測量數(shù)據(jù)分析

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