search query: @keyword force sensor / total: 2
reference: 2 / 2
« previous | next »
Author:Virta, Antti
Title:Artificial cilia as force sensor
Keinotekoinen värekarva voima-anturina
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:vi + 58      Language:   eng
Department/School:Automaatio- ja systeemitekniikan laitos
Main subject:Älykkäät tuotteet   (ETA3006)
Supervisor:Suomela, Jussi
Instructor:Zhou, Quan
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201303031629
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  7637   | Archive
Keywords:force sensor
artificial magnetic cilia
flow measurement
magnetic field modelling
voima-anturi
keinotekoinen magneettinen värekarva
virtausmittaus
magneettikentän mallinnus
Abstract (eng):This thesis studies the use of easily fabricated magnetic artificial hair-like structures as force sensors.
The fair-like structures, called artificial cilia, are fabricated using a template-free fabrication method based on the evaporation of solvent from a suspension containing elastomeric polymer and magnetic microparticles under magnetic field.
The survey part of the thesis discusses general force sensing concepts and presents the state-of-the-art hair-like force sensors.
Based on the literature review, a sensing scheme based on measuring the deflection of such structure indirectly based on the magnetic field is proposed.
The feasibility of the magnetic structures is studied in the case of fluid velocity sensing theoretically by modelling the sensor as a cantilever beam under distributed load.
Furthermore, a gray-box model of the magnetic field based on the concept of spatially distributed magnetic dipoles is presented to couple the deflection of the element to a point-wise magnetic field measurement.
The fabrication method of the magnetic structures is described and experimental tests are done to estimate the parameters of the magnetic field model, to evaluate the sensitivity of the model and to validate assumptions concerning the properties of the structures.
The results indicate that the artificial magnetic cilia -based sensors could be used to measure flow velocities in high viscosity fluids.
The proposed magnetic field model for the cilia was observed to be sensitive to errors regarding the location of the cilium relative to the measurement point, leading to the need of a calibration process.
Parts of the thesis have been published in the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2012.
Abstract (fin):Tässä diplomityössä tutkitaan helposti valmistettavien magneettisten hiusta muistuttavien rakenteiden käyttöä voima-antureina.
Keinotekoisiksi värekarvoiksi kutsuttavat rakenteet valmistetaan käyttäen sapluunatonta valmistusprosessia, joka perustuu liuottimen haihduttamiseen ferromagneettisia mikrohiukkasia ja elastomeeriä sisältävästä liuoksesta voimakkaassa magneettikentässä.
Työn kirjallisuusosiossa esitetään voimien mittaamisessa käytettäviä yleisiä periaatteita sekä uusimmat tulokset hiusta muistuttavien voima-antureiden tutkimuksessa.
Kirjallisuustutkimuksen perusteella työssä esitetään magneettisen värekarvan asennon epäsuoraan mittaamiseen magneettikentän pistemittauksella perustuva anturikonsepti.
Konseptin soveltuvuutta tutkitaan teoreettisesti virtausanturien kontekstissa, jossa värekarva-anturia käytetään nesteen virtausnopeuden mittaamiseen.
Edelleen, diplomityössä kehitetään menetelmä värekarvan magneettikentän mallintamiseksi, jota apuna käyttäen värekarvan asento voidaan mitata käyttämällä pistemittausta värekarvan magneettikentästä.
Diplomityössä kuvataan lisäksi magneettisten värekarvojan valmistusmenetelmä ja suoritetaan mittauksia esitetyn mallin herkkyyden analysoimiseksi.
Diplomityön tulokset osoittavat, että magneettisia värekarvoja voi käyttää korkean viskositeetin nesteiden virtausnopeuden mittaamiseen.
Lisäksi havaittiin, että esitetty malli värekarvan magneettikentälle on herkkä virheille värekarvan sijainnissa mittauspisteeseen nähden.
Osia diplomityöstä on julkaistu kansainvälisessä robotiikka-alan IROS-konferenssissa vuonna 2012.
ED:2013-05-21
INSSI record number: 46719
+ add basket
« previous | next »
INSSI