Celdas miniatura de Futek – Blog Logicbus

Las celdas de carga

Las celdas de carga son transductores que permiten convertir la deformación mecánica que una o varias fuerzas aplicadas provocan en un material. La deflexión de los materiales es capturada por pequeños elementos piezoeléctricos denominados como algas extensiométricas, las cuales varían su resistencia al ser deformadas. Esto permite obtener una señal de tensión en mV tal que se puede atribuir una señal eléctrica proporcional a una fuerza con un cierto grado de error.

Frecuentemente encontradas en basculas electrónicas, las celdas de carga son instrumentos diseñados para deformarse de forma controlada ante la aplicación de una fuerza y convertir dicha fuerza a una señal de voltaje.

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Mini celda de gran capacidad

La construcción de sensores más compactos es un aspecto importante para el desarrollo de tecnologías aplicadas a la robótica, principalmente en el campo de la medicina. Por ese motivo, Futek ha desarrollado la celda de carga más pequeña de su tipo con un tamaño de solo 4×5 milímetros y 0.5 gramos pero capaz de soportar hasta 30 libras de fuerza. Capaz de detectar fuerzas de tensión como de compresión puede ser instalada por medio de sus dos barrenos opuestos de montaje de 0.028 pulgadas de diámetro y rosca M1.

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Gran precisión, gran resistencia, bajo consumo

Con un voltaje de excitación de solo 5 V, la celda cuenta con una salida de milivoltaje de 0.5 mV/V, ±0.5% no linearidad de salida, deflexión de apenas 0.005mm y una alta frecuencia natural de 98Khz. Esta última permite capturar cambios de presión a una gran velocidad. Este modelo de celdas están diseñadas para dos capacidades principalmente: 5 y 10 lb pero es posible diseñar una celda personalizada con mayor capacidad en caso de que eso sea necesario. Las celdas de la familia QLA414 pueden soportar una sobre-carga del 200% sin sufrir daño alguno.

Uso de la medicina

En cirugía lamparoscópica, el cirujano solo siente cuando sus pinzas agarran los instrumentos. Debido a la incapacidad de la herramienta de proporcionar una retroalimentación de la fuerza de apriete, es posible que el cirujano pueda llegar a provocar daños al tejido el tener una baja percepción de fuerza y aplicar más de la necesaria o aplicar una fuerza insuficiente tal que provoque que el tejido se resbale accidentalmente durante cirugía. Como solución a esta problemática, la implementación de una pequeña celda de carga puede permitir obtener una señal de retroalimentación al cirujano de la fuerza de priete que su herramienta está ejerciendo sobre el tejido.

Dada la precisión y reducido tamaño de los instrumentos involucrados, la implementación de una celda de carga se vuelve complicado. Pero con las Nano celdas de Futek ya es posible amplificar la capacidad de estas herramientas permitiendo ahora obtener una retroalimentación de fuerza en tiempo real lo que permite al cirujano aplicar la fuerza exacta en cada movimiento. Cabe mencionar que la celda ha de calibrarse según el tipo de cirugía cada vez que la herramienta ha de ser usada acorde al tipo de tejido involucrado.