一种Stewart结构六维力／力矩传感器参数辨识研究

介绍了一种大量程Stewart结构六维力／力矩传感器系统．建立了传感器力／力矩测量数学模型,构建了基于运动学逆解的优化目标函数．提出了一种新的参数标定法,称作分支轮换标定法．基于所研发的六维力／力矩传感器系统进行了实验研究,实验结果表明分支轮换法可以有效地辨识出传感器的结构参数,提高了测量精度．该方法可用于类似结构的六维力／力矩传感器参数标定．     

六维力/力矩传感器静态解耦算法的研究与应用

维间耦合是影响多维力/力矩传感器测量精度的一个主要因素。介绍了六维力/力矩传感器维间耦合的基本原理,在研究基于求解矩阵广义逆的静态解耦算法的基础上,提出了基于耦合误差建模的静态解耦算法。以实验室研制的六维力/力矩传感器为例进行标定实验,用两种解耦算法对其进行解耦计算。实验结果证明基于耦合误差建模的静态解耦算法的有效性。     

水下机器人手爪力感知系统研究

提出了一种水下机器人手爪力感知系统的组成结构,该力感知系统由一个六维力/力矩传感器和三指夹持器指端的三个指力传感器组成,本文介绍了上述两种传感器的设计和标定,并对利用该手爪系统抓取物体进行了实际测试和分析,实验结果表明;所设计的力感知系统能够实时地感知腕力和夹持力信息,可以满足机械手力控制的需要.     

机器人六维力传感器静态标定研究

针对Stewart并联结构的机器人六维力传感器，设计了其静态标定装置，对静态标定系统的结构组成及标定步骤进行研究。以机器人手指用六维力传感器为例进行了试验，对试验结果的分析表明了该标定系统设计及标定方法的正确性及实用性。     

空间大型机械臂末端12维传感器设计及应用

针对空间大型机械臂,设计了12维传感器,在6维力/力矩传感器基础上一体化设计了6维加速度传感器,并集成了基于FPGA(现场可编程门阵列)的高速多通道数据采集系统.采用最小二乘法和静、动态标定方式对力矩和加速度传感器分别进行了标定.设计的传感器具有维间耦合小、集成度高、易于安装、可靠性高等优点.最后,将设计的12维传感器安装在大型机械臂末端,进行了残余振动抑制试验.实验结果表明,利用此12维传感器的加速度信息,可有效地补偿惯性力、抑制机械臂末端的残余振动,设计的传感器合理可行.     

新型机器人手指六维力传感器系统设计

针对六维力传感器刚度低、尺寸大等问题,设计了一种可应用于机器人手指的、新型Stewart并联结构的六维力传感器。对该六维力传感器的结构、测量电路等进行了设计,并对传感器标定数据进行了分析,结果表明该传感器系统设计理论正确,且具有一定应用价值。     

Stewart六维力传感器解耦算法优化

为满足六维力传感器的高刚度要求,使用固支约束代替铰约束。通过对传感器样机单维加载获得的标定数据进行处理,发现在使用求解标定矩阵或BP神经网络训练的方法时,分别存在维间耦合较大和多维加载误差极大的问题。对此提出一种新的思路,即在标定时同时进行单维加载和多维加载。之后使用上述两种方法进行解耦,对比发现,对新的方法,在使用BP神经网络的方法解耦时,将最大误差降低到了2.27%,证明该方法能够同时解决六维力传感器的维间耦合问题和多维加载问题。     

基于坐标变换的六维力传感器静态标定方法

为了提高传感器的测量精度,研究了六维力传感器标定矩阵的构造方法。首先,指出了传统标定矩阵的物理意义。然后,在传统标定矩阵中引入坐标平移变换算式,提出了一种综合考虑位置、姿态、坐标轴刻度比例缩放变换关系的六维力传感器静态标定方法。在标定试验的基础上,构造了标定矩阵,并对实测数据进行了补偿计算。误差分析表明:在传感测量系统无平移系统误差时,与传统标定方法相比,该方法的补偿精度略有下降。当在传感测量中加入平移系统误差时,该方法的补偿精度不变,而传统标定方法的测量精度明显下降。该方法起到了消除平移系统误差作用。     

Stewart型六维力传感器的标定方法研究

I、II类误差是影响Stewart型六维力传感器测量精度的主要因素,对Stewart型六维力传感器的测力原理和误差引入原因做了简要的介绍。为提高传感器的实际测量精度,减小测量误差,提出了一种基于标定杆的标定方案。通过理论分析验证了该方案的可行性并通过有限元仿真软件ANSYS完成了Stewart型六维力传感器的静态标定仿真实验,标定前后传感器测量精度的对比证明该方案可有效提高传感器的实际测量精度,降低I、II类误差。     

基于Stewart平台六维力传感器的分区静态标定方法

基于Stewart平台的六维力传感器具有结构紧凑、刚度大、量程宽等特点,它在工业机器人、空间站对接等领域具有广泛的应用前景.好的标定方法是正确使用传感器的基础.由于基于Stewart平台的六维力传感器是一个复杂的非线性系统,所以采用常规的线性标定方法必将带来较大的标定误差从而影响其使用性能.标定的实质是,由测量值空间到理论值空间的映射函数的确定过程.由函数逼近理论可知,当只在已知点集上给出函数值时,可用多项式或分段多项式等较简单函数逼近待定函数.基于上述思想,本文将整个测量空间划分为若干连续的子测量空间,再对每个子空间进行线性标定,从而提高了整个测量系统的标定精度.实验分析结果表明了该标定方法有效.     

用有限元法对腕力传感器弹性体的力学分析

用有限元法对六维腕力传感器的弹性体进行分析,包括建立模型、划分网格以及单维力和力矩的加载求解;提取关键点处应变,由线性变换得到六路输出,并计算输出与载荷之间的关系(即传递矩阵)。最后通过对弹性体施加多维力和力矩对传递矩阵进行了验证。     

一种基于BP神经网络的扭矩传感器静态校准系统

常用的扭矩传感器校准装置大多为卧式串联结构,存在着结构刚度差、校准效率低、误差来源复杂等缺点。设计了一种立式筒状扭矩传感器校准系统,该系统有着形变量小、稳定性好、可靠性高的优点。在这种校准系统中,待校准扭矩传感器通过止口定位并采用螺钉固定,可以实现快速更换和校准。根据系统安装的同轴度、连接装置的情况等对误差来源进行了分析。由于校准时同轴度等参数无法测量,通过训练神经网络获得底部高精度扭矩传感器和待校准扭矩传感器所测扭矩之间的关系。实验结果表明,本文所设计扭矩传感器静态校准系统可以实现扭矩传感器的校准,精度可以达到0.05%FS。     

高灵敏度三维力矩传感器设计与标定

为测量三维力矩并解决维间耦合问题,设计了一种测量微小力矩的电阻应变式传感器。分析了传感器电阻应变计组桥方案抑制维间力矩耦合的原理。通过有限元方法仿真计算出节点应变,实现传感器高灵敏度的目标。通过传感器静态标定实验得到了标定解耦矩阵,解决了由于加工误差和应变计粘贴误差带来的力矩耦合问题。实验表明:此传感器具有好的静态性能,线性度都控制在1%之内,迟滞误差也控制在0.12%以下。     

微型五维指尖力/力矩传感器的研究

本文介绍了RPJ D型喷浆机器人的机械机构，重点给出了其分布式计算机控 制系统的设计过程．将容错技术、故障诊断技术和抗恶劣环境技术引入喷浆机器人控制系统 中，采用不同的冗余配置方式实现了控制系统规划级和控制级计算机系统高可靠性设计．现 场应用表明，完全满足了喷浆机器人在恶劣环境下工作的要求．     

飞行试验脚蹬力测试系统在线校准技术研究

飞行试验中脚蹬力测试系统的校准,常规采用将测试系统拆卸后进行校准的方式,易造成传感器损坏,且所经环节多工作效率低。本文对脚蹬力传感器测力原理及供电电压对传感器输出的影响进行研究,提出一种新的脚蹬力测试系统在线校准方法以解决上述问题。并对该方法进行验证,对多架试验机共6组脚蹬力测试系统分别采用传统方法及新方法进行校准,结果表明两种校准方法下的校准曲线基本一致,最大偏差不超过总测量范围的0.15%,满足飞行试验机载测试精度的需求。最终表明该校准方法准确可靠,可应用于机载脚蹬力测试系统校准。     

基于WSNs与LabVIEW的扭矩测试系统设计

针对目前扭矩扳手应用过程中人为因素影响大,可控性差等问题,应用无线通信技术、微信号处理技术、单片机技术、虚拟仿真技术,设计了一种将WiFi无线传感器网络（ WSNs）与虚拟仪器相结合的扭矩测试系统。该系统集扭矩测量、采集、校准、分析、存储、显示及预警于一体,实现了多路扭矩参数的实时准确监测和有效控制。仿真和实测结果表明：该系统测量精度可达0.4%FS,功耗低,体积小,实时性好,操作简单,长时间运行稳定可靠,适用于铁路机务、车辆检修线、厂矿等对扭矩参数的实时监控。     

Using maximum likelihood to calibrate a six-DOF force/torque sensor

Microsystem Technologies - This study presents a new six-DOF force/torque sensor and its calibration method. This calibration method apply the method of so-called maximum likelihood estimation...