三维力传感器的设计和静态解耦算法研究

针对三维力传感器在获取大量程空间三维力时存在精度低、维间耦合的问题,从机械解耦角度进行改进,弹性体采用十字梁型结构,竖梁两侧开设通槽,并将电阻应变片粘贴于竖梁和横梁两侧,通过电阻应变片组桥方式连接.利用万能试验机对传感器进行标定加载分析,基于最小二乘理论对经多次测量筛选出的数据进行拟合,得出该传感器输入载荷与输出电压之...     

三维力传感器静态解耦算法研究

三维力传感器由于机械结构、制作工艺等方面的原因,一路信号的输入会对各路输出通道发生作用,产生维间耦合。维间耦合的存在是制约传感器测量精度的一个重要因素,为了将耦合干扰的影响降到最低,使用解耦算法对三维力传感器进行解耦成为了研究热点。本文研究了全回归法的线性解耦算法在三维力传感器上的应用,并与基于求广义逆矩阵的线性解耦方法进行了比较,结果表明前者比后者具有更高的精度。     

一种新型三维力柔性阵列触觉传感器研究

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤.该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息.介绍了该传感器的基本结构,分析了其工作原理,给出了导电橡胶受力时的有限元分析结果,并对传感器进行了初步的仿真研究,结果表明该传感器能够实现检测三维力信息,为三维力柔性阵列触觉传感器的设计研究提供了新思路.     

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     

一种新型机器人三维力柔性触觉传感器的设计

基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通过实验进行了三维力的验证。结果表明,设计的机器人三维力柔性触觉传感器具有设计简单,造价低廉,柔顺性好等优点,而且布置成阵列结构可用于医疗、体育、机器人等领域中检测三维力信息。     

一种应变式多维力传感器的优化设计

针对一种十字梁多维力传感器进行了应力—应变分析,建立了这种传感器的应力—应变模型,并对这种传感器的结构尺寸和应变计贴片位置进行了优化设计,优化设计以传感器获得最大精度为目标,结果显示:传感器优化后其顺应矩阵的条件数下降,传感器测量精度提高。     

基于MIMU车轮力传感器姿态解耦方法研究

为了克服编码器在车轮力姿态解耦中的局限性,设计了一种基于MIMU车轮力传感器姿态解耦方法。首先介绍了该方法的基本框架,并建立了坐标系和描述了姿态角。随后提出了一种梯度下降算法用于解算车轮的姿态,该算法能有效地结合加速度计和磁力计对MIMU中陀螺仪的输出进行补偿,使解算结果更加准确。最后的实验表明该解耦方法结果良好,为车轮力传感器姿态解耦提供理论基础。     

握把力传感器的动态解耦补偿

为了研究射手与枪握把之间的相互作用力,获取人一枪握把相互作用的特性,研制了二维握把力传感器.并且建立了相应的标定测试系统,建立了传感器二阶动态特性传递函数.并对握把力传感器进行动态解耦和补偿,通过解耦消除各输出通道之间的干扰,通过补偿校正各个通道的动态特性.     

多维力传感器耦合分析及解耦方法的研究

耦合现象普遍存在于多维力传感器中,多维力传感器输出如不经过解耦,数据直接应用到机器人操作中,会导致机器人的误操作.针对存在的耦合现象,本文首先分析了多维力存在的耦合原因,根据产生原因将耦合分为两种形式:结构耦合和误差耦合,然后提出了一种新的解耦方法-基于线性神经网络解耦方法,与传统解耦方法相比,该方法大大提高了解耦合精...     

新型三维力传感器的研制与应用

在不同的应用背景下 ,对传感器的特性有不同的要求 ,就要用不同原理、结构和工艺来设计传感器。首先介绍一种新型的三维力传感器。并着重分析它的结构、原理及各种影响它准确度的原因和相应解决办法。最后 ,叙述它在拳击等竞技体育中的应用     

一种用于微型六维力传感器的集成式应变计设计

为实现六维力传感器的微型化与集成化,提出了一种新型的集成式应变计．该应变计由6组敏感栅组成,可与薄壁圆筒型弹性体组成微型六维力传感器．文中介绍了信号调理电路和数字化电路的组成．采用微型数字信号处理器和刚柔结合的电路板实现了传感器的电路集成．对传感器进行了静动态标定并分析了实验结果．     

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。     

三分量应变传感器弹性体结构设计

介绍的三分量力传感器是盒式装配式六分量天平的核心部件,该传感器弹性体采用串并联联合结构的型式,实现力的彻底分解与测量。本文分别运用传统的材料力学计算和有限元分析方法,对弹性体进行设计计算。将所得结果与传感器实测结果相比较,展现出较好的一致性。实验验证相关结论,表明设计取得良好的效果。     

一种小型光电式力传感器的研制

以扑翼飞行机器人飞行动力性能测试应用为目标,研究了一种高灵敏度小型(满量程50N)力传感器的设计方法.基于红外光电二极管具有响应速度快、线性范围宽、安装方便、接口电路简单等特点,设计了一种光电式力传感器.对设计的弹性体进行了力-应变有限元分析,试制了传感器样机并进行了传感器静态性能测试.测试结果表明,设计制造的光电式力传感器的非线性度小于0.3％,具有较高的综合性能.     

应变式多维力传感器结构优化设计方法研究

多维力传感器的结构决定了其精度及静、动态性能指标,对应变式多维力传感器弹性体结构耦合误差传递的原因进行了探讨,对比分析了传感器特性矩阵的目标优化函数的选择与优化方法、有限元法以及正交设计与极差分析法在传感器结构优化设计中的运用,提出了综合优化设计的思想,结合实例分析并阐述了该方法的实用性和有效性.     

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.     

CYB—YB—F（B,D）型应变传感器的力学分析

本文利用ＳＵＰＥＲＳＡＰ程序对ＣＹＢ－ＹＢ－Ｆ（Ｂ．Ｄ）型应变传感器进行有限元计算，给出该醋 的变形规律，指出应变片粘贴的最佳位置。以及该传感器的自振频率，并和实验结果进行比较。     

双定子动磁铁式直线振荡执行器的力特性分析

为研究双定子动磁铁式直线振荡执行器的力特性,在分析执行器结构及运行原理的基础上,首先建立执行器的等效磁路模型,推导出一种计算执行器电磁推力及气隙磁链的解析模型,该模型充分考虑了结构参数及永磁体材料对电磁推力的影响;然后采用三维有限元参数化分析方法对执行器的电磁推力进一步分析和计算。结果表明:该执行器的电磁推力与动子位移无关,与定子电流成正比;气隙磁链是定子电流和动子位移的线性函数。研究结果将为该类新型执行器的优化设计及驱动控制提供较好的理论依据。