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机械解耦并联多维力传感器设计

2020-08-27 15:57:58

多维力传感器可以用于检测空间的力信息,在风洞试验、机器人装配、起落架载荷测试、航天器对接等领域具有重要的应用价值。

本文提出了两种机械解耦的并联三维力传感器的新构型,分别建立了其测量模型,并对两种并联三维力传感器进行了具体的结构设计,基于有限元软件对两种并联三维力传感器进行了力学分析,末了搭建了机械解耦并联三维力传感器的标定实验系统并开展了标定研究。

主要内容如下:基于钢球的转动原理提出了两种机械解耦的并联三维力传感器的新构型,推导了理想情况两种机械解耦并联三维力传感器的静力映射关系;分析了测量分支中钢球的转动测量原理,进而推导了考虑转动摩阻的机械解耦并联三维力传感器测量模型;推导了同时考虑传感器预紧力和转动摩阻的机械解耦并联三维力传感器概括测量模型。

其次,分析了并联三维力传感器的测量性能,基于提出的两种机械解耦的并联三维力传感器的新构型,对其进行了详细的结构设计,同时设计了两种机械解耦并联多维力传感器通用的静态标定加载装置,并进行了关键零部件的强度校核;应用有限元软件对两种机械解耦并联三维力传感器进行了虚拟标定和模态分析。

多维力传感器

从这当中开展了多维力/力矩传感器聚氨酯弹性体的设计方案,对于传感器微型化的尽量,论述了二种微型化的传感器聚氨酯弹性体(厚壁圆柱型聚氨酯弹性体和全平面图设计型聚氨酯弹性体)的构造方式  和校验能力侧量重要途径。

多维力传感器应用领域:

本产品广泛应用于遥控机器人,机器人手术,机械手臂研究,手指力研究,精密装配,自动磨削、轮廓跟踪、双手协调、零力示教等作业中,在航空、航天及机械加工,汽车等行业中有广泛的应用。

多维力传感器特点:

一、传感器弹性体采用专利结构,灵敏度高、刚性好、维间耦合小、有机械过载保护功能。

二、概括解耦桥路信号概括为三维空间的六个重量,可直接用于力控制。

三、采用标准串口和并口输入输出。

四、产品既可与控制计算机组成两级计算机系统,也可联接终端,组成独立的测试装置。


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