基于ANSYS扭矩传感器的敏感元件设计

在应变式扭矩传感器的设计中,敏感元件的设计是最重要的部分。敏感元件的设计过程主要包括了选择敏感元件材料、设计敏感元件结构以及选取应变片黏贴位置等几个步骤。首先,根据实际情况选择了性能较好的弹簧钢作为敏感元件的材料。然后,运用ANSYS软件分析结构的应力应变,根据实际的应力应变情况将应变片的位置选在了弹性梁的应力值比较大并且适合粘贴应变片的地方。经研究分析,该设计适合采用直角应变花测量。最后,试验结果数据表明了设计的可靠性。     

制作高温电阻应变式称重传感器的若干问题

随着我国工业技术的迅速发展，要求在高温等特殊环境条件下的自动称量也越来越迫切，特别是在冶金、化工、铸造等行业尤为重要。对于常温环境条件下称量技术，国内外都已经很成熟，但在高温条件下的称量技术，特别作为自动称量用的高温称重传感器，对其的研究尚不太多。为此本文就制作高温环境下的高温电阻应变式称重传感器应注重的几个问题作简要介绍，以供关心这方面工作的有关人员参考。     

应变式扭矩传感器的设计研究

扭矩传感器应用广泛,对其研究十分必要。针对典型弹性元件理论分析的基础上,提出了5种应变式扭矩传感器的实现形式,并对其应变、变形及扭振固有频率进行了理论研究,分别建立了对应的力学模型。依据所建立的力学模型,以扭转变形最小为目标函数,进行了弹性元件几何尺寸的优化设计,并分析了不同形式的扭矩传感器性能差异。最后,设计了一种应变式扭矩传感器,并对其进行了有限元仿真,仿真结果很好地验证了所建立的力学模型。故所建立的力学模型可以较好地解决应变式扭矩传感器的设计计算问题。     

应变式传感器设计中的组合

各种复杂结构的称重传感器都是由一些基本弹性元件组合而成的。如何在设计中使弹性体结构达到最佳组合,将是本文重点探讨的问题。     

环形变压器供电的应变式扭矩传感器技术性能及应用

文中介绍了环形变压器供电的应变式扭矩传感器原理结构,该方式利用环形变压器非接触地传递能源,信号输出利用无线遥测的方法,克服了扭转角相位差,应变桥集流环及电池供桥无线电遥 一系列问题。本传感器体积小、便于安装,精度高、抗干扰性强。     

应变式压力传感器的稳定性

稳定性是相关应变式压力传感器性能的一项重要指标。本文分析了影响变式压力传感器稳定性的因素,并提出了量化和测试传感器稳定性的一些方法。     

基于应变片阵列的机器人变刚度关节力矩传感器研究

设计了一种新型的机器人关节力矩传感器,主要用于获取关节处的力矩和转角信息,以此来计算关节刚度。传感器是由传递力矩的弹性体、旋转电位计和信号处理电路组成。弹性体通过结构参数的设计与优化来提高灵敏度。信号处理电路一方面用于对旋转电位计的输出电压信号进行滤波,另一方面对由2×2应变片阵列组成的两组全桥电路进行放大和滤波处理。最后,通过对传感器进行加载实验获得力矩、角位移与输出电压的关系,采用最小二乘法对传感器进行静态标定。传感器输出的转角和力矩信息可作为控制系统的调控依据。     

空间机械臂关节力矩传感器的研制

为了实现空间机械臂的主动柔顺控制,成功研制了一种基于电阻应变原理的新型关节力矩传感器。该传感器采用轮辐式弹性体设计,具有机械过载限位保护和温度补偿等功能。通过ANSYS软件的有限元分析,验证了其结构设计的合理性和良好的线性特性。对力矩传感器进行标定实验,结果表明其静态指标满足设计要求。     

扭矩传感器在步进电机控制系统中的应用

文中介绍了扭矩传感器的结构及其工作原理,详述了扭矩传感器在塑壳式低压断路器智能测控系统中的应用,提出由扭矩传感器、一体化螺丝刀(同心双柔轴机构)、PLC组成的控制系统,实现对一体化螺丝刀的闭环控制,提高了一体化螺丝刀锁紧螺母的控制精度,降低了控制系统的成本,在现场取得了良好的控制效果。     

大型空间机械臂关节力矩传感器的设计

设计了大型空间机械臂关节力矩传感器,采用Pro/E建立了弹性体的模型,使用ANSYS Workbench对弹性体进行了有限元分析,对比2种弹性体模型的灵敏度和线性度,最终选择剪切轮辐式弹性体;对设计的传感器进行标定,计算其静态特性指标,满足设计要求。     

新型压电扭矩传感器的结构与标定

介绍了以压电扭转效应为基础的新型扭矩传感器。该传感器的扭矩测量晶组仅由3片石英晶片与4片半圆分割电极组成,它的主要特征是利用石英晶片的扭转效应,而不是常用的剪切效应。所谓扭转效应是指当压电晶体受到扭矩作用时,在压电晶体的某些表面产生扭转极化电荷的现象。利用积分法理论上得出该传感器量程的理论计算公式,通过静态,该传感器的测量范围为-9~9 N.m,而且具有良好的线性,该扭矩传感器的各项静态指标均达到了CIRP-STCC标准。同时动态标定表明,它的固有频率高达12 kHz.     

新型关节力矩传感器的优化设计

介绍了一种用于机器人关节上的新型力矩传感器,分析了力矩传感器的工作原理。选定了设计变量、状态变量和优化目标,利用ANSYS软件完成了传感器的结构优化设计,得到了合理的优化结果,优化后的传感器重量减轻了16％。分析了有关结构尺寸对传感器承载时XY剪切总应变和VonMises等效应力的影响,最后对力矩传感器进行了标定试验,结果表明它的性能指标满足设计要求。     

混合定子铁心再制造电机应变数值仿真与转矩不平衡分析

提出将永磁电机的机壳、端盖、转子等零部件留用,定子铁心更换为由非晶合金叠片和硅钢叠片轴向混合叠压而成的混合定子铁心的永磁电机再制造方式。以一台混合定子铁心再制造电机为对象,分析了电机的空载气隙磁密轴向分布规律;计算了非晶合金定子和硅钢定子对应的径向力密度,应用电磁机械耦合模型对再制造电机应变进行数值分析;研究了再制造电机单位电磁转矩轴向分布规律,给出了再制造电机电磁转矩计算公式,发现了非晶合金定子和硅钢定子对应电磁转矩不相等引起的转矩不平衡现象,分析了转矩不平衡对转子铁心的影响。制作了再制造电机并进行了振动试验,试验结果证明了分析的正确性。     

基于数据无线传输技术的扭矩传感器系统

提出了一种扭矩传感器数据无线传输系统,介绍了硬件结构设计及软件系统工作流程.该系统解决了传统应变式传感器因现场连线众多而带来的不便,并消除了各种隐患,适合于需要利用无线数据传输的区域.通过测试表明：系统具有应用灵活可靠,抗干扰能力强等特点.     

新型机器人6维力／力矩传感器结构的刚度性能指标分析

提出了一种新颖的6维力/力矩传感器并联结构,应用并联机器人机构学理论求出其刚度矩阵,定义其刚度性能指标,并对其刚度性能指标进行分析计算,为该传感器的设计与应用提供理论依据。分析计算结果表明,该并联结构的6维力/力矩传感器是位移刚度和扭转刚度各项同性的,可应用到机器人手腕、手指和其它使用多维力/力矩传感器的场合。     

基于FPGA的高精度扭矩传感系统设计

使用电阻式扭矩传感器与FPGA器件实现高精度扭矩传感系统设计.传感器将外界的扭矩信号转化为频率信号,频率信号的范围5～15 kHz.利用QUARTUSⅡ软件与VERILOG语言编写程序,通过FPGA芯片实现出等精度频率测量系统,并对频率信号进行采集,计算出扭矩数值,最后通过LED显示.文中给出了扭矩测量系统的原理图,并对VERIL-OG编写的等精度测量方法模块进行了仿真,并得到很好的效果.