机械解耦自标定并联六维力传感器设计及仿真

发布时间：2019-03-31 13:23

【摘要】：针对传统多维力传感器研制后均需繁冗的加载标定这一现状,提出了多维力传感器"自标定"设计理念,通过钢球滚动机械解耦,设计了一种弱耦合全压向力自标定正交并联六维力传感器结构。论证了该六维力传感器的滚动解耦原理,分析了其自标定原理。基于螺旋理论建立了该六维力传感器理想数学模型,计算得到其一阶静力影响系数矩阵。考虑分支弹性变形,基于高次超静定结构力学求解原理,对该六维力传感器进行了受力分析与仿真计算,结合数值算例论证了其自标定特性,从而为该新型六维力传感器的研制奠定基础。
[Abstract]:In view of the complicated loading calibration of the traditional multi-dimensional force sensor, the self-calibration design concept of the multi-dimensional force sensor is put forward, which is decoupled by the rolling machine of the steel ball, and the self-calibration principle of the multi-dimensional force sensor is put forward. A self-calibration quadrature parallel six-dimensional force sensor with weak coupling full-pressure direction is designed in this paper. The rolling decoupling principle of the six-dimensional force sensor is demonstrated and its self-calibration principle is analyzed. Based on the helix theory, the ideal mathematical model of the six-dimensional force sensor is established, and its first-order static influence coefficient matrix is calculated. Considering the branch elastic deformation, based on the solving principle of high-order statically indeterminate structure mechanics, the force analysis and simulation calculation of the six-dimensional force sensor are carried out, and the self-calibration characteristics are demonstrated by numerical examples. Thus, it lays a foundation for the development of this new type of six-dimensional force sensor.
【作者单位】： 燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室;先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学);
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51105322) 河北省自然科学基金资助项目(E2014203176) 河北省高等学校科学技术研究青年基金资助项目(QN2015040) 中国博士后科学基金资助项目(2016M590212)
【分类号】：TP212

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本文编号：2450936