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《燕山大学》 2003年
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基于Stewart平台的预紧式六维力传感器的研制与开发

苑会领  
【摘要】: 本文针对国内外有关多维力传感器的理论分析与实验研究进行了比较深入和系统的分析与综述,在此基础上,对整体预紧平台式六维力传感器进行了进一步的理论分析和研究,并研制出了六维力传感器的样机和实验标定加载台。 本文在前人研究的基础上,详细的推导了当坐标系建立在六维力传感器的上平台时,六维力传感器的力雅克比矩阵的解析表达式,并对六维力传感器的各向同性指标以及广义放大倍数指标进行了进一步深入的研究与分析。 在综合考虑六维力传感器的各向同性指标、广义放大倍数指标以及传感器的整体外形尺寸等多方面因素的情况下,选出了一组较优的数据作为传感器的结构尺寸参数。应用大型工程制图软件PRO/E建立了整体预紧式六维力传感器的空间结构模型,并应用大型有限元分析软件ANSYS对该六维力传感器的静力和动态特性进行了分析,得到了六维力传感器的固有频率。 根据理论分析与研究的结果,研制出了六维力传感器的样机、实验标定加载台。应用VB、VC、汇编等语言开发了数据采集软件系统,并设计出了静态标定系统。最后分析了六维力传感器的静态标定原理,并对可能产生误差的原因进行了理论分析。 本论文的研究工作对机器人用六维力传感器的进一步研究具有一定的理论指导意义和实际使用价值。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP212

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张扬;含适应性驱动支链的六自由度并联机构的性能分析与优化[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 刘俊;基于差动式压电多维力(6维)传感器的研究[D];重庆大学;2005年
3 安巧联;并联结构六维力与力矩传感器的标定原理与关键技术研究[D];燕山大学;2006年
4 仇成群;基于LabVIEW的六维腕力传感器静态标定虚拟仪器的研究[D];合肥工业大学;2006年
5 王蕴岭;基于Stewart平台的超静定六维力传感器数值仿真研究[D];燕山大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕惠民,田敬民;压力传感器的研究现状与发展趋势[J];半导体技术;1998年02期
2 胡建元,黄心汉;机器人力传感器研究概况[J];传感器技术;1993年04期
3 殷铭,徐科军,戴先中;多维力传感器动态特性研究中的一种新方法[J];传感器技术;1999年06期
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10 熊有伦;机器人力传感器的各向同性[J];自动化学报;1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 高进;基于Stewart平台的预紧式六维力传感器研究[D];燕山大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 王吉华,袁翔,孙梅霞;神经网络方法在计算蔗糖溶液粘度值中的应用[J];安徽农业科学;2003年02期
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7 黄荣华;一种用迭代法求一元二次方程的根及收敛情况[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2002年02期
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10 孙福伟,薛清波,陈德庄;样条函数方法在隧道工程问题中的应用[J];北方工业大学学报;1992年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑红梅;仇成群;;机器人六维腕力传感器静态标定系统的研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 郑红梅;张克;仇成群;刘莉;;MATLAB在LabVIEW开发虚拟仪器中的应用[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 王云;;载货车传动轴的布置与验算[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
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5 孙立宁;刘彦武;曲东升;李长峰;;靶定位并联机器人控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 万夫;王浚璞;;基于模态分析的单轨吊桁架结构选型[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
7 金振林;高峰;;基于6-SPS三维平台机构的新型并联机床刚度分析[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
8 邱艳峰;于立娟;刘荣升;高英杰;;智能化泵车臂架电液操控技术的开发研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
9 陈联裙;张群;张锦水;潘耀忠;;实割实测数据支持下的县级尺度冬小麦产量遥感估测[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
10 史国振;孙汉旭;程时端;贾庆轩;张延恒;吴凡;;基于预估补偿的手眼伺服空间机器人控制方法研究[A];2006年首届ICT大会信息、知识、智能及其转换理论第一次高峰论坛会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谷海峰;密度锁内水力特性的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
3 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
4 张克涛;变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D];北京交通大学;2010年
5 皮阳军;电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D];浙江大学;2010年
6 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
7 李正义;机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D];华中科技大学;2011年
8 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
9 郭秀丽;采伐联合机机械手运动分析与控制系统研究[D];东北林业大学;2011年
10 徐高春;面向环保的高速全自动冷镦机优化研究与系统实现[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 丁凯;基于随机模型的IGS台站高精度解算及其时间序列分析[D];山东科技大学;2010年
3 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
4 李国一;自动杀青理条机传动机构的创新设计与动态仿真[D];浙江理工大学;2010年
5 张祖华;2-PPa移动并联机构运动学设计[D];浙江理工大学;2010年
6 赵进科;正交三自由度并联机构动力学分析[D];郑州大学;2010年
7 陈娟;水下爆炸冲击载荷的SPH算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王大治;单点锚泊系统动力学建模仿真与姿态控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 朱碧春;大型舰船在补给过程中的操纵性[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘禹;内河破冰船艏部型式研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许靖中;谢锋;王从周;邢庭元;;三向压电晶体力传感器的研究[J];安徽工学院学报;1989年04期
2 谢锋;三向压电力传感器向间干扰的分析和消除[J];安徽工学院学报;1994年04期
3 吕惠民,田敬民;压力传感器的研究现状与发展趋势[J];半导体技术;1998年02期
4 樊春玲,李志全,唐旭晖;一种新型电荷放大器的设计与研究[J];传感技术学报;2000年04期
5 吴涓,曹效英,宋爱国,黄惟一;Matlab在六维腕力传感器系统标定中的应用[J];传感技术学报;2001年03期
6 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
7 陈昕,周康源,顾宇,柯文鸿;压电生物传感器研究进展[J];传感技术学报;2003年03期
8 李海滨;隋春平;王洪光;高理富;赵明扬;龚海里;;基于Stewart平台六维力传感器的分区静态标定方法[J];传感技术学报;2006年01期
9 张福学;压电传感器发展史的研究和开发建议[J];传感器技术;1984年S1期
10 胡建元,黄心汉;机器人力传感器研究概况[J];传感器技术;1993年04期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 吴涧彤;压电晶体扭转效应的研究[D];大连理工大学;2000年
2 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
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 郑红梅;机器人多维腕力传感器静、动态性能标定系统的研究[D];合肥工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高进;基于Stewart平台的预紧式六维力传感器研究[D];燕山大学;2001年
2 陈玉龙;多维并联式力传感器的性能分析与应用研究[D];燕山大学;2003年
3 阎志伟;Stewart平台式六维力传感器静态标定的理论与实验研究[D];燕山大学;2004年
4 秦岗;新型机器人腕力传感器的研究[D];东南大学;2004年
5 张燕霞;基于虚拟仪器的传感器虚拟实验与虚拟实验室[D];南京航空航天大学;2005年
6 孙松良;机器人多维力传感器结构设计[D];合肥工业大学;2005年
7 王红艳;火箭发动机推力矢量测试系统测力平台的研制[D];大连理工大学;2006年
8 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
9 安巧联;并联结构六维力与力矩传感器的标定原理与关键技术研究[D];燕山大学;2006年
10 柏立国;履带式起重机臂架结构静动态分析研究[D];吉林大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘京诚;李彦刚;谢磊;刘俊;;基于虚拟仪器的多维力传感器静态标定系统研究[J];传感器与微系统;2010年11期
2 刘俊;秦岚;刘京诚;李敏;;一种新型差动式压电加速度传感器[J];光学精密工程;2007年06期
3 刘俊;刘京诚;李敏;;准静态电荷放大器的研究[J];压电与声光;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 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
2 王志军;双层预紧式六维力传感器基础理论与应用研究[D];燕山大学;2012年
3 石中盘;大量程柔性铰六维测力平台标定关键技术与实验研究[D];燕山大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王浩宇;一种压电式四维力传感器的结构优化和多维力传感器标定方法研究[D];重庆大学;2011年
2 周玲玲;VXI总线模块工程化关键技术的研究[D];南京理工大学;2012年
3 李水根;六维轮力传感器的标定研究[D];中国石油大学;2007年
4 李彦刚;压电多维力传感器的静动态标定系统研究[D];重庆大学;2010年
5 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
6 冯会民;力反馈磁悬浮控制系统的传感器性能研究[D];济南大学;2012年
7 孙青;模拟试验枪架抵肩力理论分析及试验研究[D];南京理工大学;2013年
8 白印;Φ300mm硅片磨削测力仪研究[D];大连理工大学;2013年
9 王幸;顶尖式压电测力仪的研制[D];大连理工大学;2013年
10 陈修平;月面软着陆火箭发动机推力矢量测试系统研究[D];大连理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴涓,曹效英,宋爱国,黄惟一;Matlab在六维腕力传感器系统标定中的应用[J];传感技术学报;2001年03期
2 胡建元,黄心汉;一种新型结构的机器人六维力传感器[J];传感器技术;1991年04期
3 胡建元,黄心汉;机器人力传感器研究概况[J];传感器技术;1993年04期
4 殷铭,徐科军,戴先中;多维力传感器动态特性研究中的一种新方法[J];传感器技术;1999年06期
5 李科杰;传感器最新进展和技术动向[J];传感器世界;1996年05期
6 唐敏,黄刚;传感器技术的现状与未来[J];传感器世界;1996年07期
7 曾汉川;提高测力传感器的标定精度[J];重庆交通学院学报;1994年01期
8 李允明;C. S. George Lee;;机器人腕部力传感器的标定[J];中国纺织大学学报;1986年02期
9 徐科军;;腕力传感器动态耦合问题分析[J];电气自动化;1996年06期
10 张洪伟;时间序列分析法在六分力试验台上的应用[J];光学精密工程;1999年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【相似文献】
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1 赵延治;赵铁石;温锐;王洪光;;基于结构变形的大型并联六维力传感器精度研究[J];机械设计;2007年09期
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3 谢殿煌;姚晓先;彭增辉;;一种评定力传感器真实动态特性的方法[J];现代制造工程;2009年02期
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6 何小辉;蔡萍;;一种小量程六维力传感器的设计与分析[J];传感器与微系统;2012年01期
7 李自武;沈运杰;张磊;曹仕国;;力传感器检定和使用中相关问题探讨[J];计测技术;2013年S1期
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10 许靖中;谢锋;王从周;邢庭元;;三向压电晶体力传感器的研究[J];安徽工学院学报;1989年04期
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1 沈久珩;;大力测量技术的新进展——附着式大力传感器[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
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5 陈乐;宋爱国;;三维力传感器的设计[A];2008年江苏省计量测试学术论文集[C];2008年
6 赵玉虎;林明;张鸣雷;蒲浩;吴文凯;;力传感器在离心机平衡检测与保护系统中的应用[A];四川省电子学会传感技术第九届学术年会论文集[C];2005年
7 叶璇;李喜德;;变刚度后屈曲式微力传感器的数值模拟与设计[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年
8 刘意杨;王越超;于鹏;席宁;董再励;;亚μN微力传感器信号处理及标定方法的研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
9 汪恩清;丁世敬;;YML型锚索力传感器环境防护技术[A];1998电子产品防护技术研讨会论文集[C];1998年
10 崔岩;佟建华;董维杰;王立鼎;;基于硅基PZT微力传感器标定系统的初步研究[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(一)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 曾永联 本报通讯员 李莉丽 欧阳钢桥;科技产业的沃土 自主创新的摇篮[N];广西日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 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
2 张景柱;特种六分力传感器设计原理研究[D];南京理工大学;2008年
3 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
4 王志军;双层预紧式六维力传感器基础理论与应用研究[D];燕山大学;2012年
5 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
6 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘丽欢;大量程柔性铰并联六维力传感器结构设计[D];燕山大学;2009年
2 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
3 高飞;一种六分力传感器的数值计算与分析[D];武汉理工大学;2006年
4 卫然;多维力传感器动态测试激励方法研究[D];安徽工程大学;2012年
5 陈立伟;刚柔混合结构三腿六维力传感器关键技术研究[D];燕山大学;2013年
6 许斌;压电式三维力传感器与多维力传感器标定装置关键技术研究[D];重庆大学;2009年
7 张思远;激振力的板型力传感器测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 苏英;智能化技术在牵引力传感器中的应用研究与实现[D];山东理工大学;2006年
9 吴秀梅;力传感器标定装置的研究[D];天津理工大学;2007年
10 陈玉龙;多维并联式力传感器的性能分析与应用研究[D];燕山大学;2003年
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