基于近奇异的大量程多维力感知机构理论分析与实验研究

发布时间：2021-09-14 19:18

　　本文基于近奇异理论与“大力承载,微力测量”的思想,对近奇异构型的混合分支柔性多维力感知机构进行了研究。依次进行了近奇异理论推导与构型综合、机构刚度建模、力映射建模、近奇异性能分析、机构尺寸优化、样机标定实验以及近奇异对比实验等方面的研究,对近奇异构型多维力感知机构的设计与分析提供一定的帮助。首先,基于螺旋理论结合近奇异构型增力原理,分别推导了六分支多维力感知机构与八分支多维力感知机构的近奇异构型综合方法,解决了近奇异构型综合的问题。对承载部分中的承载分支进行近奇异构型综合,结合对应近奇异方向的测量部分与承载部分,得到完整的具有近奇异大量程多维力感知机构。其次,基于小变形假设和变形叠加原理建立了多维力感知机构的刚度建模,并由刚度模型进一步计算得到了静力映射矩阵,并通过仿真对数学模型计算结果进行了验证。其中,对欧拉-伯努利梁模型与铁木辛柯梁模型进行对比,结果显示铁木辛柯梁模型更适合本文中具有短粗梁的多维力感知机构构型。再次,利用条件数和方程组扰动理论对机构的近奇异度展开分析,确定了近奇异度指标与灵敏度指标。通过近奇异度指标对近奇异多维力感知机构性能进行评价,利用灵敏度指标对近奇异多维力感知... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

解耦3自由度柔性并联机构

第1章绪论-3-过缩小工作空间来提高运动精度的并联柔性机械臂。图1-1解耦3自由度柔性并联机构图1-23—RRR柔性并联微动机构1.3多维力感知机构发展现状随着互联网与人工智能技术的不断发展，人类对汽车、飞行器以及机器人等工具的需求不再是简简单单的操控，简单的开环控制已经无法满足需求，对这些工具的智能化闭环控制已是大势所趋。因此在闭环控制中承担重要感知角色的传感器的发展至关重要。越来越多的智能化产品开始集成触觉、视觉、嗅觉、听觉等传感器。其中，多维力传感器可以作为接收力学信号，感知外部多维力学信息的关键装置。多维力感知机构能够感知空间内六维的力/力矩信息，在飞行器与机器人控制领域的应用中扮演着重要的角色。而多维力感知机构作为多维力传感器的弹性体结构，是多维力传感器最重要的组成部分之一，其结构的优劣直接决定了传感器性能的好坏。根据多维力感知机构的结构可将其分为以下几类，包括垂直筋式[30-32]、十字梁式[33-37]、圆筒圆柱柱式[38-39]、积木式、E形膜式[40-41]、轮辐式[42-44]、并联式以及其他构型，如图1-3~图1-8所示。其中，并联式根据串联分支构型不同还可分为6-SPS并联式[45-46]、3-RPPS并联式[47]、6-UPUR并联式[48]等。图1-3垂直筋式图1-4十字梁式图1-5圆筒式

垂直筋式

【参考文献】：
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本文编号：3395380