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并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力傳感器設(shè)計及靜態(tài)標定
文章出處：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載人氣：發(fā)表時間：2020-05-18 09:44:17
六維力傳感器一種能夠測量三維空間力大小和力矩的力傳感器。研究人員通過不斷探索研究出了并聯(lián)結(jié)構(gòu)形式的六維力傳感器，它能夠?qū)崿F(xiàn)六個連桿測量力與被測平臺上所受的空間外力的直接轉(zhuǎn)化，因其結(jié)構(gòu)積累誤差小，測量效果好等優(yōu)點在機器人，醫(yī)療等領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用，本文根據(jù)實際工作需要設(shè)計一種并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力傳感器，對傳感器的結(jié)構(gòu)布局和整體設(shè)計過程中面對的一些關(guān)鍵詞問題做出分析，具體內(nèi)容如下：
各項相同評價指標是六維力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能優(yōu)劣評價標準，對目前所采用過的各項相同性評價指標做了詳細的分析與比較，為并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力傳感器的優(yōu)化設(shè)計及特性優(yōu)劣評價提供理論依據(jù)。
對并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力傳感器的結(jié)構(gòu)模型做了初步分析，根據(jù)螺旋理論構(gòu)建出并聯(lián)機構(gòu)空間模型，分析平臺在外力作用下，作用力與連桿受力之間力學(xué)關(guān)系，建立結(jié)構(gòu)參數(shù)化模型，并對該結(jié)構(gòu)的作用力與連桿受力的力學(xué)關(guān)系進行了推導(dǎo)，得到基于結(jié)構(gòu)參數(shù)的力推可比矩陣條件數(shù)的表達解析式。
對傳感器進行整體設(shè)計，分析了解偶約束條件，力和力矩各向同性等條件下的結(jié)構(gòu)參數(shù)，用數(shù)值方法分析了基于矩陣條件數(shù)最優(yōu)值下的結(jié)構(gòu)參數(shù)，得出結(jié)構(gòu)最優(yōu)時的參數(shù)范圍，分析了測量支桿薄片厚度，柔性柔度，貼片橋路設(shè)計等關(guān)鍵問題，完成了傳感器的模型設(shè)計。
對所設(shè)計的并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力傳感器樣機進行了靜態(tài)標定試驗分析，根據(jù)六維力傳感器的標定原理設(shè)計了標定裝置，采用砝碼逐級加載的方式加載標定，對六個測量分支標定校核，對六維力傳感器六維度力，力矩靜態(tài)標定，通過標定數(shù)據(jù)分析得出所設(shè)計六維力的標定矩陣和誤差矩陣。
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