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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。


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