Sensor de Par Anular Dividido: Innovación de NASA en Medición Óptica de Par

Innovadores en el Centro Espacial Johnson de NASA, en colaboración con Oceaneering y el Instituto de Florida para la Cognición Humana y Máquina, han desarrollado el Sensor de Par Anular Dividido (SRTS), un dispositivo que usa sensores ópticos para medir la posición, velocidad y par de un sistema rotativo.

El SRTS fue creado para uso en el exoesqueleto robótico X1 de NASA, una máquina de ejercicio portátil en el espacio diseñada para suministrar resistencia contra el movimiento de piernas para astronautas de NASA en futuras misiones. El exoesqueleto X1 implementa el SRTS en su actuador elástico en serie (SEA) de correa y proporciona un sistema de menor perfil y menor peso que diseños competidores.

El SRTS permite la medición de posición, velocidad y par de un sistema rotativo (ej. actuador, motor, cigüeñal, rotor, etc.) usando dos sensores ópticos y un solo anillo dividido diseñado a medida en lugar de los sistemas de doble anillo estándar comúnmente usados para aplicaciones similares. El anillo dividido comprende dos arcos estructurales posicionados en una relación concéntrica y coplanar, donde cada arco está unido a un componente capaz de rotación (ej. pierna inferior y superior, donde el SRTS actúa como rodilla). Los dos arcos contienen indicaciones o códigos en sus superficies exteriores que son leídos por los sensores ópticos para determinar la deflexión relativa de los arcos estructurales a medida que rotan.

La configuración SRTS discutida arriba está limitada a aplicaciones de 180 grados. La adición de un tercer arco estructural y un tercer lector óptico, sin embargo, permitiría funcionalidad de 360 grados. Las pruebas han mostrado que el SRTS tiene un alto grado de tolerancia a diferencias de temperatura y proporciona mediciones de mayor resolución que tecnologías competidoras.

El SRTS ofrece mayor flexibilidad para adaptarse a aplicaciones y requisitos específicos. Además de sus aplicaciones en robótica, el SRTS tiene usos potenciales en campos médicos incluyendo prótesis, aplicaciones aeroespaciales y de defensa, aplicaciones automotrices, pruebas y medición, y mercados industriales.

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