Önyükleme Kuvvet Kontrolü İle Bir Yapay Yüzey Üzerinde Sürtünmenin Yol Açtığı Titreşime Dayanan Desen Algılama

Abstract

Bu çalışma, kayma hızı, önyükleme kuvveti ve tip çapı gibi farklı tasarım parametreleri altında, yapay olarak yapılan yüzeyin deseninin algılanmasını ve sürtünme özelliklerini ortaya koymaktadır. İsteğe göre yapılmış olan yarı otonom sürtünme deney düzeneğinde, düz şeffaf polimer kullanılarak yapılan sürtünme testlerinin neticesinde, düzenek gerçeklenmiş ve uygun çalışma şartları belirlenmiştir. Desen algılama deneyleri, kayma sırasında yüzeye uygulanan önyükleme kuvveti, kuvvet geribesleme kontrolcüsü tarafından sabit tutulurken, sert cam tipe karşı sürtülen, eşit aralıklarla dağıtılmış tümsekleri olan yapay deri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Yüzey taraması esnasında oluşan sürtünmenin yol açtığı titreşimler, yapay derinin desenine ait olan ve taranan yüzeyin tümseklerinin yükseklik ve dalgaboyu gibi bilgisini taşıyan frekansın algılanmasına olanak tanımıştır. Bu arada test sonuçlarına göre önyükleme kuvveti, düşük kayma hızı ve yüksek kuvvet altında minimum hata yüzdesiyle sabit kalmaktadır. Buna ek olarak, önyükleme kuvvet hatasının azaltılmasında ve sinyal harmoniklerinin filtrelenmesinde tip çapının etkisi de gözlemlenmiştir.

This study exhibits pattern detection and frictional properties of the artificially made surface under different design parameters such as sliding velocity, preload, and tip diameter. In consequence of frictional tests on the custom built semi-autonomous friction set-up using flat soft polymer, the set-up is validated, and proper working conditions are determined. The pattern detection experiments are realized on an artificial skin with evenly distributed ridges rubbed against a rigid glass tip while the preload applied to the surface is kept constant during sliding by the force-feedback controller. The friction induced vibrations occurred during surface scanning allowed to detect the frequency belonging to the pattern of the artificial skin, and carrying the information of the scanned surface like height and wavelength of ridges. Meanwhile, according to the results of the tests, the preload remains consistent with a minimum percentage of error at low sliding velocity and under high preload value. In addition, tip diameter effect on reducing the preload error, and filtering harmonics of the signal is also observed.