Trong số các yêu cầu của một cơ cấu ứng dụng trong các hệ thống phản hồi lực đó là tiêu chí về khối lượng, không gian làm việc, chế tạo và bảo trì dễ dàng. Vì vậy tác giả nhận thấy BMRA2 là phù hợp nhất trong các BMRA được khảo sát.
Với kết quả tối ưu của Bảng 3.2, tác giả tiến hành thiết kế chi tiết cho BMRA2 được biểu diễn bởi Hình 3.22.
Kết cấu của của BMRA2 bao gồm: (1, 12) vỏ ngoài, (2, 13) vỏ trong, (3) trục vào 1, (4) trục vào 2, (5) ổ lăn kép, (6) phớt chặn, (7) cuộn dây, (8) đĩa 1, (9) đĩa 2, (10) ổ lăn trục 2, (11) trục đầu ra.
69
Một số đặc điểm trong quá trình chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm cần chú ý đó là các cuộn dây (7) được quấn bên ngoài rồi cấp dòng điện sơ bộ để kiểm tra trường cảm ứng tạo ra bởi dòng điện đặt rồi sau đó mới đặt vào đúng các vị trí của nó, được lắp chặt bởi các bộ phận vỏ ngoài (1, 12) và được cố định với các bộ phận bên trong bằng vít. Một ổ lăn kép (5) được sử dụng giữa trục 1 và vỏ. Trục 2 được đỡ bởi hai ổ trục (10), một ở trục 1 và một thân vỏ. Để ngăn rò rỉ MRF thì ba vòng đệm được sử dụng tại các vị trí cần thiết đó là giữa trục với vỏ, giữa trục với trục. Kích thước khe hở MRF được chọn bằng 0,8 mm. Các cuộn dây có thể thay thế và kiểm tra dễ dàng mà không gây rò rỉ MRF.
Sau khi mô hình CAD của BMRA2 được thiết kế thì bước tiếp theo tiến hành thiết kế mô hình thực nghiệm cho BMRA2 được biểu thị bởi Hình 3.23. Mô hình thí nghiệm bao gồm: cảm biến mô men xoắn (1); BMRA2 (2); bánh răng trục vào 1 (3); khớp nối trục vào 2 (4); động cơ AC servo.
Hình 3.23: Mô hình thực nghiệm của BMRA2.
Khi mô hình chế tạo được hoàn thành thì tiến hành kết nối các thiết bị để hoàn thiện hệ thống thực nghiệm như Hình 3.24. Quy trình thực nghiệm được tiến hành theo quy trình như sau: từ động cơ AC servo (MSMD022S1T, Panasonic) với bộ giảm tốc có tỉ lệ (15:1) thông qua hệ bánh răng côn đảo chiều sẽ dẫn động trục vào 1 và trục vào 2 của BMRA2 quay cùng tốc độ nhưng ngược chiều (trục vào 1 quay CW, trục vào 2 quay CCW).
70
Hình 3.24: Hệ thống thực nghiệm của BMRA2.
Bộ nguồn (PPW-8011, TWINTEX) dùng để cấp nguồn cho các cuộn dây của BMRA2. Nguồn điện được điều khiển bởi máy tính thông qua bộ chuyển đổi DAQ (LCV-U10, Lorenz Messtechnik) để cung cấp dòng điện theo mong muốn. Trục đầu ra của BMRA2 được kết nối với cảm biến mô men xoắn (TS20, Interface) để đo mô men xoắn đầu ra. Tín hiệu của cảm biến mô men xoắn được truyền tới một đầu dò (LCV-U10, Lorenz Messtechnik) sau đó qua card giao tiếp NI (NI-6289 National Instruments) đến máy tính để xử lý dữ liệu. Phần mềm Labview dùng để đọc dữ liệu từ DAQ qua cổng COM.