一种六维轮力传感器标定分析

针对汽车六维车轮力传感器数值解耦精度不高的问题,设计了标定台架,并对一种新研制的六维WFS进行了标定和解耦,以评估该传感器的性能并研究和完善高精度的解耦方法。讨论和分析了六维WFS的测量原理和解耦理论,通过多向组合加载的方式,获得了传感器各通道对多维耦合力的响应,利用最小二乘法解耦得到了传感器的耦合系数矩阵;并对耦合系数矩阵和耦合率矩阵的特征进行了讨论。研究结果表明,采用多向组合加载结合最小二乘法进行解耦,解决了试验中难以精确施加纯单向力或力矩的困难,能使六维WFS具有更高的测量精度。     

一种六维腕力传感器动态响应的研究

十字梁腕力传感器广泛应用于机器人系统。腕力传感器的响应特性决定了传感应变片的粘贴和传感器的标定方法，也影响机器人系统的动态特性。针对十字梁六维腕力传感器的结构特点，以Lagrange方程为基础，建立六维腕力传感器的动力学模型，研究腕力传感器在力（力矩）作用下的响应特性以及传感器参数对传感器响应的影响。     

Stewart型六维力传感器弹性体结构的设计

对六维力/力矩传感器弹性体结构进行了分析;提出了基于Stewart平台的球铰接分体式弹性体的设计方案;根据力的叠加原理对传感器分别施加单轴力,分析得到最大受力杆;并利用Matlab软件分析计算系数转换矩阵,得到施加的力与六维力之间的转换方程;调整上下平台夹角α、β及杆长L等参数,对传感器结构参数进行优化设计,得到设计数据表;为Stewart六维力传感器结构参数的选择及优化提供了参考依据。     

基于ADuC812单片机的六维力传感器

介绍了六维力传感器的概况,详细讲述了一种基于ADuC812单片机的六维力传感器的设计,并给出了其数据采集系统的硬件构成以及软件框图。     

并联结构六维力传感器性能分析与优化设计

基于螺旋理论和空间模型理论绘制了Stewart平台型六维力传感器的性能图谱,总结了结构参数对传感器各性能指标的影响规律;在此基础上对大型Stewart平台六维力传感器的结构进行了非线性单目标、多目标优化设计,为具有普通球形铰链大型Stewart平台六维力传感器的设计和优化提供了依据。     

一种三梁结构六维力传感器设计与研究

设计了一种三梁结构六维力传感器,详述了传感器弹性体在各载荷分量作用下应变梁的应变情况,并通过合理的应变片组桥电路将各载荷分量信号转换成电压信号输出。提出了一种简化计算解耦矩阵的方法,最后通过有限元仿真技术施加10组载荷,求解并验证解耦矩阵,结果表明该六维力传感器设计方案和解耦方法完全可行。     

并联结构六维力传感器性能分析与优化设计

基于螺旋理论和空间模型理论绘制了Stewart平台型六维力传感器的性能图谱,总结了结构参数对传感器各性能指标的影响规律;在此基础上对大型Stewart平台六维力传感器的结构进行了非线性单目标、多目标优化设计,为具有普通球形铰链大型Stewart平台六维力传感器的设计和优化提供了依据.     

新型灵巧手指六维力传感器参数设计方法研究

研究机器人力传感器性能与其结构参数关系，对机器人力传感器结构参数的合理选择有重要意义。提出了一种以等平台Stewart机构为原形的新型机器人灵巧手指六维力传感器，基于对其位移刚度椭球和扭转刚度椭球的分析，分别定义了其位移刚度和扭转刚度各向同性性能指标，并以性能图谱的形式给出了性能指标与结构参数关系，为基于各向同性性能的灵巧手指六维力传感器的结构优化设计提供了理论依据。     

一种水下机器人用多轴力传感器的结构设计

水下机器人用多轴力传感器的设计必须首先解决水压力平衡的问题。通过对几种典型的机器人用多轴力传感器结构在水压作用下的应力、应变进行分析，得到这几种结构的特点和适用条件：实心的柱体可以承受深水压力，但由于海水的腐蚀作用，开放式柱体不适合作为弹性体；充油或充气的刚性封闭的薄壁结构不能承受深水压力；带补偿膜的薄壁圆筒结构只能承受浅水压力的作用；用软外囊封包的结构可以承
受深水压力，实现足够大的体积变化而不致被破坏，但存在容易破损以及形状、质心不定的缺陷。提出一种水下机器人用多轴力传感器自适应结构的设计构思，这种结构兼有开放式和封闭式结构的优点。按照这种设计构思已试制出原型样机     

传感器微分运动引起的机器人运动误差及其在线补偿

分析了多维力传感器在载荷作用下发生弹性变形从而引起机器人系统运动误差的问题;研究了这种运动误差的形成及传递特点,给出了带有误差的机器人运动方程,定义了误差矩阵和误差补偿矩阵;结合PUMA562机器人给出了一个计算实例,结果表明,该误差的等级有时在毫米级范围内,这对机器人的精确控制是不能忽略的。     

正弦力法动态力传感器灵敏度不确定度评定

随着汽车技术的日益发展,动态力传感器在汽车NVH、模态试验中用到的越来越多,一般采用动态法校准.本文依据振动与冲击传感器校准方法,以标准振动传感器为标准器,采用正弦力法校准动态力传感器灵敏度,并计算动态力传感器灵敏度测量值的不确定度,确保量准的准确一致和正确传递.     

多维力/力矩传感器静态解耦的研究

多维力 /力矩传感器的静态耦合是影响其测量精度的主要因素之一。在研究基于最小二乘理论的多维力传感器静态线性解耦方法的同时 ,提出了一种基于 BP神经网络的静态非线性解耦方法。以 HIT灵巧手的微型五维指尖力 /力矩传感器为对象进行了实验 ,结果表明 ,基于神经网络的非线性解耦方法可以明显地提高传感器的测量精度     

膜片式水下力传感器力学特性与设计原则分析

以水下机器人所用多轴力传感器的压力平衡结构为研究对象，基于液体的可压缩性，提出了膜片式压力平衡传感器内外压力差的迭代算法，推导出了膜片式压力平衡法的内外压力差、额外轴向力及相关公式。分析了压力差在传感器上产生的额外轴向力及影响额外轴向力的相关因素，结果表明,膜片式压力平衡法难以胜任大压力平衡。总结了膜片式水下力传感器结构设计原则：基于膜片式压力平衡的水下力传感器结构应紧凑，其长径比、壁厚应尽可能小；压力平衡膜片面积应尽量大，而内部存油液应尽量少。     

多维力传感器迭代动态解耦方法

在多维力传感器不变性动态解耦方法的基础上,提出了迭代动态解耦方法,可以获得更好的解耦效果,可以解决强耦合问题。仿真和机器人腕力传感器动态解耦的结果证明了该方法的有效性。     

可测量法向力和剪切力的带屏蔽软体电容传感器

软体电容传感器因其高柔顺性和高灵敏度等特征在人机交互、可穿戴设备和软体机器人中有很好的应用前景,然而电容检测很容易受到外界电磁场的干扰,因此提出了一种带屏蔽的软体电容传感器。为了能够同时检测法向压力和剪切压力,设计了一种三电极的双电容结构,同时在传感器上下表面添加屏蔽层来屏蔽外界电磁场干扰。为解决因屏蔽层变形产生的寄生电容对检测电容的影响,提出了一种刚度分层的方法,电极之间的电介质感知区域采用一种厚度仅约0.6mm的硅胶海绵结构,而电极和屏蔽层之间采用实心硅胶,从而保证按压传感器时感知区域的变形远大于屏蔽层。实验结果表明,传感器可以同时检测法向压力和剪切压力的变化,法向灵敏度可达到0.12kPa^-1,单位剪切压强的电容变化达10fF,与不带屏蔽的传感器相比,该传感器可将交流高压(1400 V)电场引起的噪声减小到9%。这种带屏蔽的传感器在电吸附皮肤、软体机器人、可穿戴医疗设备等电磁干扰较强的环境中具有潜在的应用价值。     

腕力传感器三维自适应动态补偿方法

在已有的工作基础上，采用机理分析法和实验建模法，确定传感器极点随负载变化的规律，提出三维自适应动态补偿方法，解决动态补偿器自动跟踪传感器模型变化以及多维动态补偿问题。     

原子力显微镜力传感器的设计

着重介绍原子力显微镜力传感器的要求和力传感器设计的有关问题，并提供一种用图表设计结构尺寸的方法。