Stewart平台六维力传感器及其标定系统的设计

【摘要】：本文主要研究了Stewart平台六维力传感器的系统组成及各组成部分的设计、六维力传感器的静态标定系统设计,以及六维力传感器在虚拟机器人运动控制系统中的应用。 研究Stewart平台六维力传感器的静态数学模型是研究其性能指标的基础。研究了Stewart平台六维力传感器的静态数学模型,分析了施加在Stewart平台六维力传感器上的力与贴在弹性杆上的应变片的应变之间的转换关系。 介绍了Stewart平台六维力传感器的系统组成。分析了Stewart平台六维力传感器力敏元件的结构设计准则,提出了一种“先粗加工后精加工”优化设计方法,并运用该优化设计方法设计了一种机器人腕用六维力传感器的力敏元件的结构。开发了一个软件,用来观察多个设计参数在一定范围内的变化对多个性能指标的影响曲线。 研究了六维力传感器的静态标定方法,介绍了六维力传感器的静态标定系统组成,设计了六维力传感器的静态标定步骤。设计了用于标定过程中对六维力传感器的六路电压信号进行采集并分析处理的软件。 以六维力传感器作为六维运动控制器,开发了虚拟机器人运动控制系统。介绍了虚拟机器人运动控制系统的设计原理并给出了具体设计实例。 本文的研究成果对Stewart平台六维力传感器的设计方法和应用的进一步研究具有参考价值。