基于八角环二维力传感器抓取力控制研究

设计了一种小型八角环二维力传感器,利用ANSYS仿真软件对传感器进行了有限元和应变节点分析,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.设计了二指平行手爪,搭建了基于力外环控制的夹持器系统.运用手爪测量了不同材料之间的最大静摩擦系数.实际的抓取实验验证了基于力比例控制的稳定抓取具有良好效果.     

基于CAN总线的微型灵巧手指力传感器研究

设计一种用于多指灵巧手的实用微型三维指力传感器.该传感器采用类双E型膜片的高度集成式弹性体结构;对该指力传感器的弹性体结构、测量电路、上下位机软件和CAN总线通讯协议进行了设计,并对传感器标定数据进行分析;实验结果表明,该传感器设计理论和设计过程正确,并且具有一定的实用价值,为具有感知功能的机器人灵巧手的研究奠定了基础.     

基于多维力传感器的手写信息采集系统设计

针对传统手写信息采集系统存在的信息获取不全面的弊端,设计了一种基于多维力传感器的手写信息采集系统,给出了系统的总体框架.系统以多维力传感器为核心,不仅实现了对手写过程静态轨迹信息的获取,同时实现了对手写多维力信息的获取.整个系统由用户接口模块、数据采集模块和数据处理模块组成,分析了各模块的设计思想和工作原理,并基于WinCE系统开发了一种手写信息采集系统.实验证明：该系统工作稳定,性能优良,实现了对手写过程中力和位置信息的全面获取.     

仿生湿吸二维微力传感器设计与试验研究

设计了一种L型的二维微力传感器,该二维微力传感器采用悬臂梁式结构。在弹性力学和材料力学基础上,利用Solidworks三维建模软件和ANSYS仿真软件对传感器分别进行模型建立和有限元应变分析。对该二维微力传感器的实体进行标定,得出了力和输出电压之间的关系。然后,在设计与分析二维微力传感器的基础上,研制了二维微力传感器阵列测试系统。最后,在测试系统实施了不同预压力下的湿吸力测试试验,验证了传感器和系统的可靠性。     

一种高分辨力柔性触觉传感器

本文描述了一种基于全内反射原理，用透明橡胶材料作为波导板的柔性触觉传感器。该传感器除具有一般刚性波导板触觉传感器的高分辨力等特点外，还具有柔性好，力灵敏阈值低，不怕碰撞等特点，该传感器特别适合装在智能机器人手爪上，为机器人系统高效率地获取物体形状，位置和姿态信息，实现智能抓握物体，操作物体等功能提供了有效的手段。     

基于虚拟仪器的多维力传感器静态标定系统研究

对多维力传感器静态标定原理进行了研究,设计了由数据采集系统和静态性能分析系统组成的多维力传感器静态标定系统.在标定装置上分别对多维力传感器施加载荷,实时显示加载力信息,对输出数据采集并存储.数据采集系统同步实时采集传感器各维输出,避免了传统数据采集的测量误差.数字滤波和传感器性能分析模块实现了实时在线监测多维力传感器多项静态指标和对标定矩阵的高精度标定.通过实验测试,该标定系统达到了预期的性能指标,对多维力传感器性能标准的统一具有现实意义.     

机器人手爪的研究现状与进展

机器人手爪既是一个主动感知工作环境信息的感知器,又是机器人末端的执行器,是一个高度集成的、具有多种感知功能和智能化的机电系统,涉及多个研究领域和交叉学科.本文综合分析了现有通用和专用机器人手爪的设计优缺点,以及手爪上应用的传感器和控制的研究现状,并总结提出了今后机器人手爪的研究重点,最后对未来的发展方向做出了展望.     

一种差动输出石英谐振式力传感器研制

介绍了一种具有差动输出石英力传感器,该传感器由轮辐式弹性结构和2只石英力敏谐振器组成。利用分别位于正负应力区2只力敏元件感知作用力的大小,进而进行差动输出,以实现零点温漂与时漂自补偿。分析了弹性梁的结构特性;介绍了双端音叉石英力敏谐振器的结构、力学特性及力传感器的制作过程。对传感器进行了静态测试,结果表明:传感器测量范围为0～300N,静态精度为0.05%。     

基于虚拟力算法的WMSNs覆盖研究

为了提高无线多媒体传感器网络（WMSNs）区域覆盖率,在传感器节点随机部署后,通过调节传感器节点的感知方向,使节点从感知重叠区域向覆盖盲区转动,提高网络覆盖率。针对现有算法中存在覆盖效率和覆盖率不能统一的问题,提出一种改进的虚拟力覆盖算法（VFARCR）,该算法利用传感器节点感知扇形区域质心点间的斥力调节感知方向,且通过传感器节点间的覆盖冗余度的决定方向调整的大小,虚拟力和覆盖冗余度共同控制传感器的转动。仿真实验表明：该算法提高了覆盖效率和覆盖效果,提高了虚拟力覆盖算法的性能。     

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。     

羽流力/力矩测量系统在线标定研究

基于压电效应开发的用于发动机羽流力/力矩测量系统,对其进行在线标定是需点解决的技术难题之一.针对立式结构的羽流力/力矩测量系统,选择液压力源配合标准力传感器的加载方式,设计了具备远程操作、在线标定、实时校准功能的标定平台.分析了六维力标定的加载方法以及加载力与传感器受力之间的关系,建立了六维力加载力学模型.对测试系统进行静态标定试验,得到了压电式六维力传感器各分量的线性拟合直线方程.试验表明:该六维力标定系统稳定、可靠,具有精度高、操作简便、对环境影响小等优点.     

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。     

串并联微动机构的运动学分析

本文提出了一种新颖的用于微动操作的“串并联”机构，利用矢量运算的方法，简便地分析了它的运动学特性，阐述了此机构的一些特点，并根据讨论的结果，设计出了微操作手的样机。     

空间多维力/力矩传感器关键技术研究综述

空间多维力/力矩传感器安装在空间机械臂的关节部位，随航天器一起发射进入太空，面临强振动、高冲击和大温差等复杂的恶劣环境,普通地面使用的多维力/力矩传感器要突破这些恶劣环境的限制方可使用。介绍了空间多维力/力矩传感器的研究发展现状，对空间多维力/力矩传感器在弹性体结构设计、过载保护、容错和温度补偿等方面的关键技术研究现状进行了详细阐述，并以此为基础对未来空间多维力/力矩传感器的研究方向提出了几点建议。     

水下灵巧手指端力传感器及静态标定方法

指端力传感器是水下灵巧手实现复杂作业的关键,开展了基于圆筒结构的指端力传感器研究。由于指端力传感器的结构特点,采用通常六维力静态标定方法较困难,且精度无法保证。因此,提出基于径向基函数(RBF)神经网络的静态标定方法,对标定装置、标定过程设计进行了研究。以研制的指端力传感器为对象进行了静态标定试验。结果表明:使用基于RBF神经网络的静态标定方法有效地保证了传感器测试精度,可满足目前水下灵巧手研究要求。结果证明了该方法的可行性和有效性。     

新型力解耦机器人六维力传感器研究

用应力分析的方法得到了一个可用于测力的应用测量原理 ,根据该原理设计了一种新型六维力传感器 ,分析了其受力与变形元件测量点应力的对应关系。分析结果表明该传感器的输出是力解耦的 ,具有结构简单 ,工艺性好等优点 ,可应用在仿人行走机器人脚部以及其它类型机器人需要使用多维力传感器的场合     

面向应用需求的力／力矩传感器技术发展动向

本文论述了面向应用需求的力/力矩传感器发展现状和趋势，从机器人学、特种机器 人及机器人化机器几个方面讨论了力传感器研究的现状和应用需求，并指出力传感技术发展 的总趋势为利用新材料、新工艺实现微型化、集成化，利用新原理、新方法实现更多种类的 信息获取，再辅以先进的信息处理技术提高传感器的各项技术指标，以适应更广泛的应用需 求．     

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．     

ANSYS在平板式压电四维力/力矩传感器设计中的应用

针对人机触觉交互系统对四维力/力矩传感器的需求,研制了一种新型平板式压电四维力/力矩传感器。首先,介绍了传感器的结构和工作原理。然后,推导了传感器的数学模型,建立了传感器的有限元模型。最后,得到了传感器输出的电荷灵敏度、维间干扰、固有频率等重要性能指标。研究结果表明:传感器结构简单合理、数学模型正确、加工工艺性好、线性度好、刚度高、固有频率大于30kHz、未使用退耦矩阵时的维间干扰小于3%。满足传感器的设计指标。     

导管操作系统中力觉传感器信息的获取与控制研究

针对导管操作系统中力觉传感器反馈力的获取与控制进行了研究,导管前端采用光纤力传感器测量导管的顶端力;导管侧壁采用基于PVDF材料开发的微力传感器来测量导管的侧壁力。该导管操作系统对力觉传感器的输出信息进行了监测,实现了一种带有受力信息监测的主—从模式的新型导管操作系统。实验结果表明:该系统能够较好地实现受力信息的反馈。