Las bobinas de Helmholtz con los seis servoaccionamientos B30A40AC
El proyecto de la bobina de Helmholtz triaxial de Samuel Osterhout, de la Escuela de Minas de Colorado, demuestra y explora la física que constituye la base de la tecnología de control del movimiento.
Nuestros servoaccionamientos son elementos clave en sistemas de control de movimiento muy complejos. En el contexto más aislado, nuestros productos regulan la corriente y la tensión a través de cables en función de las señales de mando y retroalimentación. Los cables se hacen girar en bobinas en los servomotores, donde la corriente que fluye a través de ellos crea el campo magnético y permite el movimiento de rotación. Esta manipulación de los campos magnéticos a través de los cables en espiral es la clave de los motores y de la tecnología de control del movimiento. Así pues, dejemos de lado los ejes y las carcasas de los motores y centrémonos en las bobinas y en la corriente que circula por ellas.
Hermann von Helmholtz desarrolló por primera vez en 1849 lo que más tarde se conocería como "bobinas de Helmholtz". Helmholtz descubrió que si se alinean dos bobinas idénticas de forma concéntrica con la corriente fluyendo a través de ellas en la misma dirección, se crea un campo magnético uniforme entre ellas. Desde entonces, esta tecnología se ha utilizado principalmente para calibrar instrumentos magnéticos.
Todo el sistema de bobinas de Helmholtz triaxial con la interfaz del ordenador
Intrigado por las otras aplicaciones potenciales de las bobinas de Helmholtz, Samuel Osterhout decidió desarrollar un sistema controlado de las mismas como tesis para su maestría en ingeniería mecánica. A diferencia de las bobinas originales de Helmholtz, el proyecto de Osterhout tenía las bobinas alineadas en tres ejes perpendiculares. Con dos bobinas por eje, había seis bobinas en total.
Cada bobina se alimentó a través de un ADVANCED Motion controls B30A40AC, uno de nuestros servoaccionamientos analógicos de mayor potencia.
Con estas bobinas juntas, Samuel podía producir un campo magnético dentro del espacio en cualquier dirección y utilizarlo para mover un objeto magnético. El objeto magnético era rastreado a través del espacio en tiempo real mediante dos cámaras, y un controlador informático actualizaba las señales enviadas a los accionamientos para lograr la respuesta deseada. Nuestros accionamientos hicieron lo que siempre hacen: enviar corriente a través de cables en espiral.
Los servomotores analógicos están cuidadosamente conectados al sistema
Este proyecto era ambicioso, pero estaba muy bien hecho. Todo el sistema, con servomotores y todo, se montó en un marco metálico corto y ancho con una base. Los cables de cobre se enrollaban en marcos acrílicos rectangulares que encajaban entre sí. Los LEDs iluminaban la zona central con un completo espectro de opciones de color. Se instalaron pequeños ventiladores para evitar el sobrecalentamiento de las bobinas y las estructuras circundantes. Se utilizó un magnetómetro de tres ejes para evaluar el rendimiento del sistema durante las pruebas.
El sistema triaxial de Osterhout abre la puerta a un mundo de posibilidades para las aplicaciones de las bobinas de Helmholtz, especialmente en la industria biomédica. Navegar con pequeños dispositivos, como cápsulas dispensadoras, por el cuerpo humano sin necesidad de motores puede ser mucho más seguro y menos invasivo para el paciente.
Las cámaras se montaron de cara al espacio dentro de las bobinas.
Además, esta tecnología podría utilizarse para el ensamblaje, moviendo componentes en espacios que serían inalcanzables con las herramientas habituales. Todo se reduce a un uso creativo de la física que hacen los motores y la tecnología de control del movimiento. Este proyecto refleja realmente la creatividad necesaria para la innovación en este campo.
"El AMC-B30A40AC es un servoamplificador robusto y fiable que cumple y supera sus especificaciones de rendimiento anunciadas. La electrónica está construida con componentes de calidad, y la carcasa del servo está cuidadosamente diseñada y bien etiquetada. Por último, la instalación, la configuración y el mantenimiento han sido muy sencillos con la ayuda de los completos manuales de A-M-C y el fantástico servicio de atención al cliente. Si alguna vez necesito dispositivos relacionados con el control de movimiento en el futuro, A-M-C será el primer lugar donde busque".
- Samuel Osterhout
