收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

四支点压电式轴用六维力传感器的研制

李寒光  
【摘要】: 巨型重载操作装备水平体现了一个国家的制造能力和制造水平,对国民经济和国防安全起到重要保障作用。如何保证极端作业条件下操作装备在整个工作空间中的操作能力和操作速度,是重载操作装备设计所面临的技术挑战。重载操作装备工作过程中,六维力测量以及实时反馈是实现装备协调操作控制、力顺应控制的基础,也是规划和调整锻造工艺的重要依据。为实现反馈控制,需要进行六维大力测量。而六维力测量技术的难点是如何解决大承载能力和高灵敏度之间的矛盾。 本文在国家973课题(2006CB705406)的资助下,从工程实际出发,运用晶体物理学、电介质物理学、压电学、各向异性材料力学、电磁学等交叉学科的理论成果,根据使用要求,对六维力传感器结构中的关键尺寸和动态特性进行了设计和分析。 本文设计了一种并联结构的六维力传感器,同时设计了一种新型六维力传感器测量轴上六维力的专用夹持装置。具体工作如下: 提出了一种相对合理的力敏元件空间布局形式,对其建立数学模型并进行解耦计算;通过对压电石英纵向效应和剪切效应的分析,确定力敏元件的组合方式,一组xy晶组和两组yx单元晶组;并通过对力敏元件多支点空间布局的研究和力学模型分析,确定了四支点模型,并设计了相应六维力传感器。 设计了一种新型的将轴和压电式六维力传感器刚性连接在一起的夹持装置,通过对夹持装置进行ANSYS分析,确定了影响夹持性能的主要尺寸参数。同时,设计了轴上压电式六维大力传感器的标定方案,并进行了静态和动态标定实验。 实验结果表明:该压电式六维力传感器具有良好的静态性能和动态性能,其非线性度误差在0.710%以内,重复性误差在0.532%以内,向间干扰在4.28%以内,滞后误差在4.552%以内。因此,该空间布局结构的压电式六维力传感器各项技术指标全面达到CIRP--STCC规定的动态型测力仪标准。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王国泰,易秀芳,王理丽;六维力传感器发展中的几个问题[J];机器人;1997年06期
2 姜滦生;新型机器人六维力传感器的测量电路[J];燕山大学学报;2005年03期
3 贺德建,张鸿海,刘胜,汪学方,王志勇;一种用于MEMS检测的无耦合六维力传感器的研制[J];微纳电子技术;2003年Z1期
4 张晓辉;机器人六维力传感器静态标定研究[J];自动化与仪表;2004年03期
5 申飞,卞亦文,吴仲城;基于ADuC812单片机的六维力传感器[J];仪表技术与传感器;2004年04期
6 张晓辉,高峰;Stewart结构六维力传感器力矩各向同性研究[J];计量学报;2005年01期
7 姚智慧,张付祥;新型力解耦机器人六维力传感器研究[J];传感技术学报;2002年04期
8 张晓辉;六维力传感器静态标定系统软件设计[J];计算机测量与控制;2003年12期
9 姚智慧,张付祥,陈华;新型力解耦机器人六维力传感器研究[J];哈尔滨工业大学学报;2004年02期
10 张晓辉,高峰,贺永生;Stewart结构六维力传感器力各向同性研究[J];机械设计;2004年07期
11 田文杰,路峻岭,张伟,张福学;数字式压电石英加速度传感器的支撑结构研究[J];云南大学学报(自然科学版);2002年04期
12 张晓辉;并联结构力传感器力矩各向同性研究[J];机械设计与研究;2004年02期
13 田文杰,路峻岭,张伟,张福学;数学式压电石英姿态传感器的研究[J];压电与声光;2002年05期
14 张晓辉,高峰;新型机器人手指六维力传感器系统设计[J];传感器技术;2003年09期
15 董洁;文勇;洪建忠;聂飞;;加速度场中工作的六维力传感器软件设计[J];信息与电子工程;2011年01期
16 王嘉力;姜力;刘宏;;一种用于微型六维力传感器的集成式应变计设计[J];机器人;2007年04期
17 曾辉;压电石英在岩土压力测量中的应用前景[J];传感器技术;1989年03期
18 姚裕,吴洪涛,张召明;基于Stewart平台的六维力传感器在风洞天平中应用[J];淮海工学院学报;2002年04期
19 李世岚;包生祥;马丽丽;彭晶;杜支波;周勋;;压电石英亚表面损伤层分析[J];压电与声光;2008年02期
20 孙宝元,王吉军,钱敏;压电石英晶片灵敏度分布规律及其跟踪检测[J];大连理工大学学报;1990年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 黄斌;余晓芬;黄英;;气浮式六维力测量方法研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
2 温志立;汪世平;曾宪芳;吴朝阳;沈国励;;压电免疫传感器用于检测日本血吸虫循环抗原的研[A];中国动物学会第六届全国青年寄生虫学工作者学术讨论会论文摘要集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 姚建涛;大量程并联式六维力传感器基础理论与实验研究[D];燕山大学;2010年
2 李映君;新型轴用并联压电式六维大力传感器的研究[D];大连理工大学;2010年
3 赵现朝;Stewart结构六维力传感器设计理论与应用研究[D];燕山大学;2003年
4 韩丽丽;三向压电钻削测力仪的设计及扭矩加载器的研制[D];大连理工大学;2006年
5 金振林;新型六自由度正交并联机器人设计理论与应用技术研究[D];燕山大学;2002年
6 赵延治;大量程柔性铰并联六维力传感器基础理论与系统研制[D];燕山大学;2009年
7 尹凡;基于平板电容模型的电容传感器以及新型压电传感器的研制与应用[D];湖南大学;2002年
8 林盛;基于Stewart结构并联分载式六维大力传感器研究[D];大连理工大学;2010年
9 徐菲;用于检测三维力的柔性触觉传感器结构及解耦方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 赖华敏;并联式压电六维大力传感器的研究[D];大连理工大学;2008年
3 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
4 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
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 厉敏;大量程六维力传感器信号消噪及静态解耦研究[D];燕山大学;2011年
7 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
8 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
9 苑会领;基于Stewart平台的预紧式六维力传感器的研制与开发[D];燕山大学;2003年
10 张见冈;压电石英六维力传感器的解耦研究[D];大连理工大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 辛秀香;药物泵给药直达大脑疾患[N];大众科技报;2002年
2 范明义;连云港欲做硅材料基地[N];中国电子报;2003年
3 中国电子元件行业协会信息中心 陆锁链;衰退中孕育希望 [N];中国电子报;2002年
4 郭士勇 胡俭;选拔400“三新”人才[N];扬州日报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978