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并聯(lián)結構六維力傳感器設計及靜態(tài)標定
文章出處：網(wǎng)絡(luò )轉載人氣：發(fā)表時(shí)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(guò)不斷探索研究出了并聯(lián)結構形式的六維力傳感器，它能夠實(shí)現六個(gè)連桿測量力與被測平臺上所受的空間外力的直接轉化，因其結構積累誤差小，測量效果好等優(yōu)點(diǎn)在機器人，醫療等領(lǐng)域得到較好的應用，本文根據實(shí)際工作需要設計一種并聯(lián)結構六維力傳感器，對傳感器的結構布局和整體設計過(guò)程中面對的一些關(guān)鍵詞問(wèn)題做出分析，具體內容如下：
各項相同評價(jià)指標是六維力傳感器的結構設計及性能優(yōu)劣評價(jià)標準，對目前所采用過(guò)的各項相同性評價(jià)指標做了詳細的分析與比較，為并聯(lián)結構六維力傳感器的優(yōu)化設計及特性?xún)?yōu)劣評價(jià)提供理論依據。
對并聯(lián)結構六維力傳感器的結構模型做了初步分析，根據螺旋理論構建出并聯(lián)機構空間模型，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，建立結構參數化模型，并對該結構的作用力與連桿受力的力學(xué)關(guān)系進(jìn)行了推導，得到基于結構參數的力推可比矩陣條件數的表達解析式。
對傳感器進(jìn)行整體設計，分析了解偶約束條件，力和力矩各向同性等條件下的結構參數，用數值方法分析了基于矩陣條件數最優(yōu)值下的結構參數，得出結構最優(yōu)時(shí)的參數范圍，分析了測量支桿薄片厚度，柔性柔度，貼片橋路設計等關(guān)鍵問(wèn)題，完成了傳感器的模型設計。
對所設計的并聯(lián)結構六維力傳感器樣機進(jìn)行了靜態(tài)標定試驗分析，根據六維力傳感器的標定原理設計了標定裝置，采用砝碼逐級加載的方式加載標定，對六個(gè)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(guò)標定數據分析得出所設計六維力的標定矩陣和誤差矩陣。
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