六维力传感器的结构设计分析

为了改善现有六维力传感器的动态性能，提出了一种新型的六维力传感器弹性体结构。建立了结构模型，并采用有限元方法进行了静力学分析以及模态分析，分析了该传感器弹性体在各工况下的应变分布特征；随后对弹性体的关键尺寸参数进行了详细的设计，基于响应面分析法对数值计算结果进行拟合，建立了各工况下响应值与弹性体关键尺寸的回归方程。分析结果表明，该传感器具有良好的动态性能，其一阶固有频率高达3196.3 Hz，各个力分量的灵敏度均有提高，其中x方向力的灵敏度提高了26.09%。通过实验验证了该设计方案的可行性，该传感器的研制为高速作业机器人用多维力传感器的发展奠定了基础。     

新型四维腕力传感器弹性体的有限元分

应用有限元分析软件ANSYS对一种新型四维腕力传感器的弹性体进行了有限元分析。为分析该弹性体的静、动态特性，采用高精度实体单元建立了有限元模型，对其进行加载、求解以及结果后处理，获取了弹性体在单向受力时的应力、应变分布状态，并计算出了弹性体的固有频率，为该传感器的进一步优化设计与应用奠定了基础。     

一种剪切式测力传感器

一种剪切式测力传感器，它包括具有剪切筋及承载构件的弹性体，围绕承载构件在弹性体中设有数个与弹性体一体化构造的盲孔，盲孔之间的孔壁构成上述剪切筋。本实用新型的盲孔壁构成剪切筋，盲孔与弹性体一体化构造，称量准确、可靠、稳定、使用寿命长，不存在受到焊接质量及工艺影响的问题，并且采用盲孔结构还可减小传感器的体积。     

自确认压力传感器结构参数设计及其有限元分析

设计了自确认压力传感器弹性体的结构参数,包括弹性体的材料选择,弹性体的形状、厚度和半径,建立了应变片在弹性体上的多组布片方案,为压力传感器实现自确认功能奠定了基础.应用有限元分析软件ANSYS对所设计的传感器弹性体进行了动、静态分析,获得了弹性体在受力情况下的位移、应力、应变分布状态,并且计算了弹性体的固有频率,分析结果表明,所设计的弹性体满足自确认压力传感器的设计要求.     

应变式传感器弹性体的选材及热处理

制造高精度的应变式传感器最重要的问题是弹性体的质量，而对于弹性体的质量的好坏，其原材料及热处理工艺是关键。本文对弹性体原材料的选材和三种典型代表材料的热处理进行了研究。     

双剪切梁式称重传感器滞后误差分析

双剪切梁式称重传感器(桥式称重传感器)在料斗、料仓、料罐吊车、地中衡、轨道衡等称重系统得到广泛利用.由于这种传感器的弹性体与底座之间采用螺栓联结,弹性体与底座以及弹性体与螺母之间的接触将对传感器的滞后特性产生重大影响.本文将通过有限单元建模的方法对双剪切梁式称重传感器的滞后特性进行研究.研究结果表明,弹性体的结构参数以及接触面的摩擦系数对传感器滞后有明显的影响.     

一种新型多维加速度传感器弹性体设计与仿真分析

基于E型膜片设计了一种新型多维加速度传感器弹性体结构，并介绍了这种低成本传感器的工作原理。有限元仿真分析得到了弹性体结构的静态和动态特性，结果表明该结构对各轴向加速度都具有较高的灵敏度，并能够消除各轴向加速度间的耦合。     

基于正交试验的应变式六维力传感器弹性体结构的优化设计

文章介绍了一种应变式六维力传感器弹性体的结构,利用SloidWorks软件建立了该传感器弹性体的有限元分析模型,采用正交试验方法全面分析了弹性体主要结构参数对弹性体灵敏度和固有频率的影响,并采用极差分析方法分析各结构参数的优水平及对指标的主次关系,得出各结构尺寸的最佳方案,从而达到了优化弹性体结构的目的,提高了传感器的动、静态特性。     

一种非径向三梁结构六维腕力传感器弹性体及其优化设计

本文介绍了一种新型非径向三梁结构的六维机器人腕力传感器弹性体及其优化设计方法.三梁结构弹性体可提高应变式腕力传感器灵敏度和标定精度,改善径向效应,有利于传感器坐标设置.运用本文介绍的复合形优化设计方法,可使弹性体应梁截面尺寸达到最小,在确保负载能力和分辨率两项主要性能指标的前提下,减小弹性体的自重.它为应变式多维力传感器的设计和研究提供了一种有效的方法.     

LC—20型传感器的剖析和改进

对LC-20型传感器弹性体应变梁和固支端进行了较详细的力学分析,提出传感器弹性体及相应结构改进设计方案。还对应变片的粘贴位置、桥路构成及传感器特性作了说明。     

三肢体机器人足部力传感器弹性体分析

提出将传感器传递矩阵条件数和行范数两项指标综合的方法,对一种三肢体机器人的足部三维力传感器弹性体结构进行优化,使传感器在具有低传递误差的同时具有较高的灵敏度.并应用有限元法分析了弹性体各结构尺寸对传感器性能的影响,得到了弹性体在单向受力时的应力、应变分布状态及其静、动态特性,为传感器的结构设计和进一步分析提供了依据.     

一种十字梁结构多维力传感器结构优化

多维力传感器可以检测空间三个维度的力信息,要求传感器各方向的灵敏度高、维间耦合小、具有良好的静态和动态特性等。本文分析研究了一种自带过载保护的多维力传感器,采用面向任务法对弹性体关键结构参数优化。采用有限元软件（ANSYS）对多维力传感器的弹性体进行了静态、动态分析,获取弹性体在各方向受力时应力、应变的变化情况,结果表明传感器具备灵敏度高,线性度好的特点。     

小型三维力传感器的设计和解耦测试研究

研制了一种小型电阻应变式3维力传感器,采用一种新型弹性体结构,其自上而下开有多层槽孔,4个电阻应变片贴于弹性体侧面,用于检测空间3维力。采用弹性体的位移变化量转化成应变片的应变量,运用有限元仿真分析力作用与应变关系,判定了具有该弹性体结构的传感器力解耦性能。针对实际3维力传感器进行静态标定和解耦计算,得到3维力解耦矩阵。3维力实验测试表明,所研制的传感器具有较高的精度,较好地消除了3维间的耦合性,能够满足小量程微小型机器人力反馈控制需求。     

国产LY_(12)用作称重传感器的弹性体

<正> 称重传感器弹性体材料的选择是生产优质传感器的关键之一。由于商用秤传感器的称重精度要求优于0.03％F·S,因此,对制作弹性体的铝合金材料的诸多技术参数都要严格控制,这样才能确保传感器的综合指标。LY_(12)铝合金是参数近似美国2024铝合金的国产材料,性能对照见下表:     

GYG-1光纤压力传感器应变体力学模型设计

根据膜片式压力传感器的结构和特点,利用材料力学相关知识对其弹性体进行设计,并建立力学模型;根据膜片式压力传感器灵敏度要求,运用有限元分析方法进行分析,建立了既符合实际又简化的有限元模型;研究了弹性体的结构参数、温度、载荷等因素对传感器灵敏度的影响,为光纤光栅膜片式压力传感器的优化设计提供依据。     

ANSYS在腕力传感器结构设计中的应用

腕力传感器是一类重要的机器人传感器,腕力传感器的弹性体结构设计好坏直接影响到传感器的各项指标.由于腕力传感器结构复杂,各输出通道之间往往存在着干扰,通常采用实验的方法来进行标定,但标定的结果往往不够精确.利用所研制的一种新型机器人多维腕力传感器的结构,提出了一种利用有限元分析软件ANSYS对其维间干扰作定量分析的方法,分析结果证实了该传感器弹性体结构设计的合理性.     

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.     

基于应变式跳远测试二维力传感器的设计与性能测试

设计了一种基于应变式的跳远测试二维力传感器并对其进行了性能测试。传感器弹性体单元采用工字结构,通过力学分析对弹性体进行设计和强度校核,运用有限元方法对弹性体结构进行应力和应变仿真,验证设计的合理性,确定了应变片的最佳布置方案和组桥方式,利用万能试验平台对传感器进行性能测试。测试结果表明,该传感器具有0~ 4000N的竖直力量程,线性度误差低于4.14%,迟滞误差低于1.63%。此传感器具有结构简单、成本低、便于安装,可靠性高等特点,在二维力测试领域具有广阔的应用前景。     

机器人关节扭矩测试传感器的设计

扭矩测试对旋转机械的研究有着重要意义,通过对机器人关节扭矩的实时测试,可以了解其运行状态,便于实现柔性控制和人机协作。本文提出了一种新型扭矩传感器,其采用传感器法兰一体化结构,可直接安装于机器人关节进行扭矩测试。首先进行了弹性体的设计并通过有限元进行分析,根据应力集中原则对弹性体结构进行改进,确定传递最大应力位置,经过参数优化确定铣槽尺寸,确定了阶梯型弹性体结构。其次,采用高精度扭矩传感器对设计传感器进行标定,将实验数据进行拟合。最后分析得到扭矩传感器迟滞和线性度等性能指标。     

发明与专利

电动系泊绞车环形恒张力传感器 【摘要】传感器包传感元件和隔离转换电路。传感元件包括环形弹性体、电阻应变式应变全桥,环形弹性体套在电动系泊绞车轴承的外环,电阻应变式应变全桥设在环形弹性体的内表面,并与隔离转换电路相连,隔离转换电路包括输入接口、前级放大电路、隔离放大电路、信号转换电路、输出接口、DC／DC供电模块。