施力器用动态扭矩传感器开发研究

发布时间：2020-03-27 02:51

【摘要】：目前,人民的生活水平随着科学技术的发展与经济的持续增长而不断提高,公共医疗与卫生事业也在生活中扮演着重要角色。当今社会上身体功能障碍者包括残疾人、老年人、暂时功能障碍群体,由于身体的原因,其生活质量受到了很大的影响。这些群体身体功能障碍者的身体功能障碍康复研究也就成为近几年最为紧迫的任务。目前较为通用的康复设备采用施力器来完成肌力检测与训练,效果显著,而在此过程中对施力器输出扭矩进行实时记录、检测和监控显得尤为重要。本文首先分析比较了国内外扭矩传感器的发展状况,从材料力学的角度设计了作为弹性元件的测力轴,分析了测力轴的结构设计满足工作强度和刚度要求。本文所设计开发研究的扭矩传感器是通过把应变片贴在被测弹力轴上,利用三维建模软件建立被测_>性轴的三维模型,同时使用Ansys仿真软件对测力轴进行应力、应变仿真分析确定应变片粘贴在测力轴的位置和方向,同时对粘贴有应变片的测力轴模态、动态特性进行了仿真分析避免共振现象的发生,保证了扭矩传感器的使用性能。设计了扭矩传感器的硬件电路实现了扭矩值转换为电信号。首先电路通过惠斯通电桥应变片的信号转换为电信号,再选用仪表放大器AD620进行电压信号的稳定放大,并运用AMS1117设备实现电源的稳压供电。采用Arduino开发板进行数据处理,PC机使用Arduino软件平台实现了测量信号的在线采集、分析、计算和存储功能。最后通过施力器的加载实验对扭矩传感器的测量误差、精度和工作性能进行了分析调整。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH789

【参考文献】

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9 鲁双全;极端环境下机械主轴扭矩传感器测量系统的研究[D];重庆大学;2008年

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本文编号：2602353