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《大连理工大学》 2011年
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大载荷六维力传感器及其标定技术研究

张众  
【摘要】:巨型重载操作装备在极端条件下的大型复杂构件制造中起到非常重要的作用,是制造产业链中的基础装备。重载操作装备具有惯性大、自由度多、载荷大等特点。然而,目前我国在多自由度操作装备方面的研究还有待加强。为了防止由于载荷突变造成损失,必须研究极端载荷下重载操作装备的运动特性,并保证其末端执行机构应具有力适应性和位置适应性。因此研究实时六维力反馈的六维大力传感器具有非常重要的意义。 本文针对六维大力传感器多维与大力之间的矛盾,基于Stewart结构六维力传感器的测量原理和大力测量分载原理,结合传感器各向同性和灵敏度性能指标随各结构参数的变化规律,解决了传感器装配中的难点,设计和制造了基于Stewart结构最大量程为200KN的六维大力传感器。针对传感器标定过程中同样存在的六维与大力之间的矛盾,设计了单力源六维大力标定装置。该标定装置采用三梁四柱式结构,用驱动电机进行驱动,将同步带设置在高速级进行适当减速,然后再用齿轮组进行减速,最后带动丝杠进行活动横梁的上下移动。通过活动横梁上的标准力传感器,选择相应的输出设备对六维大力传感器进行标定。通过有限元分析验证了标定台的可行性,最后搭建了最大量程200KN,操作空间为700×800×1000mm的标定系统。 在单力源标定台上,通过改变基于Stewart结构200KN六维大力传感器的位置与方向,对传感器进行标定,得到传感器的标定矩阵。通过实验得到传感器主要参数,其重复性误差在1%以内,线性度在1.2%以内,向间误差干扰在5%以内。验证了传感器具有良好的性能,为六维力传感器在巨型重载装备上的应用提供了理论参考。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP212

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【二级参考文献】
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10 丁雅斌;隐式表达三维模型流水线的关键技术研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张众;大载荷六维力传感器及其标定技术研究[D];大连理工大学;2011年
2 谢晓伟;整体预紧双层并联式六维力传感器样机研制与性能分析[D];燕山大学;2011年
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5 马新科;仿人机器人用安全型六维力传感器设计与分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 张兵;3-SPR型并联解耦六维力传感器的研究[D];燕山大学;2012年
7 张成艳;基于LabVIEW的新型六维力传感器静态标定实验研究[D];重庆大学;2012年
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9 李寒光;四支点压电式轴用六维力传感器的研制[D];大连理工大学;2009年
10 张付祥;仿人行走机器人脚部六维力传感器研究[D];哈尔滨工业大学;2002年
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