基于Stewart平台的6维力传感器各向同性的进一步分析

基于 Ｓｔｅｗａｒｔ平台的并联结构 ６维力传感器由其上平台半径 Ｒ_１、下平台半径 Ｒ_２、连杆长 Ｌ、上平台定位角 θ_Ｂ及下平台定位角θ_Ａ等５个结构参数确定，而该传感器的各向同性只与Ｒ_１、Ｒ_２、Ｌ及上下平台定位角之差θ_ＡＢ等４个结构参数有关，与 θ_Ａ、θ_Ｂ无关，对这一重要结论进行了论证。

基于六维力传感器的工业机器人末端负载受力感知研究

针对工业机器人末端负载与外界环境接触力的感知需求,在机器人法兰与负载之间设置六维力传感器,并研究一套标定与计算方法,综合考虑负载重力作用、传感器零点、机器人安装倾角等因素,利用不少于3个机器人姿态下的力传感器数据,可求得传感器零点、机器人安装倾角、负载重力大小、负载重心坐标等参数,进一步可消除传感器零点及负载重力对受力感知的影响,精确得到机器人末端负载所受的外部作用力与力矩.实验得到对于重量从320 N到1 917 N的负载,在静态条件下,感知外力的误差在负载重力的0.28%以内,感知外力矩的误差在负载对传感器力矩的0.59%以内.

机器人六维腕力传感器标定试验台误差分析与研究

介绍了自行研制的机器人六维腕力传感器标定试验台以及在该试验台上进行单向施加标定力的方法。分析了试验台系统误差产生的各种原因,推导出由轴承内部的摩擦力矩、定滑轮与绳子之间的摩擦力、绳子自重、加载方向和作用点位置偏差等各种原因引起的系统误差的计算公式。针对施加Fz方向标定力的情况,计算出各种原因引起的系统误差值,求出合成后试验台总的系统误差值,并进一步提出减小系统误差的方法。

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。

多维加速度场中六维力传感器惯性耦合特性研究

六维力传感器的特殊结构决定了各维间耦合存在的必然性,在多维加速度场六维力测试环境中,传感器惯性质量分布又加重了耦合的程度。本文针对多维加速度场中六维力传感器惯性耦合效应,建立传感器力学解析模型和弹性体的应力—应变关系,采用有限元方法(FEM)仿真,分析了多维加速度场中惯性力学特点与耦合效应本质特征,为加速度场中六维力传感器主动设计和惯性耦合补偿提供理论参考依据。

机器人六维腕力传感器标定方法和标定装置的研究

通过对机器人六维腕力传感器系统的各种标定方法的分析讨论,说明了应采用阶跃响应的方法来对它的动态性能进行标定。从矩形脉冲频谱对系统传递函数影响的角度,说明了为减少矩形脉冲频谱对传递函数标定曲线的干扰,应使阶跃激励开始时刻前的采样点数为零。新设计的实验方法和实验装置便于测出标定中使用的激励信号,通过数据采样系统的"软触发"功能,准确抓取到阶跃开始时刻,减少了干扰。同时,在该实验台上加载所使用的定滑轮数量较少,也有效地减小了标定误差。

大量程六维力传感器设计与标定研究

为提高大量程六维力传感器的灵敏度,设计了一种适用于机械臂末端的应变式传感器。该传感器采用十字梁式弹性体结构,通过优化应变梁结构和合理布置应变片等方式,使传感器在大量程条件下仍具有较高的刚度和灵敏度。使用有限元法分析验证了传感器应力分布的合理性,并根据最小二乘法标定原理对传感器进行解耦标定实验,实验结果表明:传感器静态性能良好,最小灵敏度为0.375 m V/N,满足使用要求。

基于关节力传感器的并联六自由度机构标定方法

提出了一种基于关节力传感器的并联六自由度机构结构参数标定方法。从力学角度出发,通过测量并联六自由度机构各关节驱动力,利用并联六自由度机构自身的运动学和动力学模型构造相应的辨识模型,实现其结构参数的标定。通过标定仿真验证了该方法的实用性和有效性。

一种小量程六维力传感器的设计与分析

针对外科手术力觉信息采集对多维力传感器提出的低量程和高分辨率的要求,对常规的十字梁六维力传感器进行结构改进,设计了一种具有滑移结构的低维间耦合的小量程六维力传感器。分析了传感器结构抑制维间耦合的机理,通过有限元方法分析了其受力变形情况。标定实验表明:该六维力传感器非线性误差与维间耦合误差均小于2%,具有高灵敏度、高分辨率和低维间耦合的特点。

一种机器人多轴腕力传感器弹性体有限元分析

建立一种机器人腕力传感器弹性体的静、动特性的有限元计算模型，分析传感器弹性体在各种工况下的应力分布规律以及固有振动的频率和振型，为改进传感器的弹性体的设计，进行传感器结构的优化设计进行前期的准备。

基于结构变形的大型并联六维力传感器精度研究

为了研究结构变形对大型六维力传感器精度的影响,基于螺旋理论及影响系数方法,并借助位姿解建立了考虑结构整体变形条件下Stewart平台六维力传感器测量误差模型,推导出并联六维力传感器测量的I,II类误差表达式,分析了在不同外载下,六维力传感器Ⅰ,Ⅱ类误差,总结了结构变形和平台自重对传感器测量精度的影响规律,为具有普通球形铰链大型Stewart平台六维力传感器标定方案的选择和精度的改善提供了理论基础。

新型六维腕力传感器

设计了一种新型六维腕力传感器.采用有限单元法对六维腕力传感器的十字梁弹性体进行结构静力学分析,论述了该机械结构的合理性,确定了应变片黏贴的最佳位置,通过合理的应变片电桥的组桥将各维力/力矩信号转化为电压输出.设计放大电路对六维电压信号进行放大,最后通过试验标定装置对此六维腕力传感器进行标定.

基于LabVIEW和MATLAB设计的虚拟仪器

虚拟仪器编程软件LabVIEW结合计算功能强大的MATLAB将大大提高虚拟仪器的设计功能。专业工具箱是MATLAB的特色,功能强大。在虚拟编程软件LabVIEW中结合MATLAB工具箱就能够设计出独具特色的虚拟仪器。分析了LabVIEW中如何调用MATLAB脚本节点以及MAT-LAB工具箱的应用。还给出了MATLAB在LabVIEW设计机器人六维腕力传感器系统的动态标定虚拟仪器中的应用,表明了MATLAB工具软件使LabVIEW设计虚拟仪器更为方便有效。

一种新型结构的机器人六维力传感器

本文介绍了自行设计研制的机器人六维腕力传感器(HUST-FS6)。这种力传感器弹性体结构为三梁非径向对称结构,经过测试,各项性能良好,将HUST-FS6力传感器装于机器人腕部,成功地进行了跟踪外部环境的运动实验。

基于Stewart构型的六维力/力矩传感器刚柔度性能研究

刚柔度是传感器的基本特性,是在工作空间中定量衡量其性能与结构参数间关系的重要指标。应用并联机器人机构学理论,对基于Stewart结构六维力传感器的性能指标进行理论推导,定义并分析了其刚度和柔度性能指标,为六维力传感器的优化设计和工程应用提供理论基础。

六维力传感器标定及其在气动柔性手指上应用

提出了一种精密六维力传感器的标定方法.搭建了实验平台,采用移动滑台搭载测力计对传感器施加外力的方式,得到传感器在不同外力情况下各方向力和力矩输出的电压差值,利用数值分析方法对电压差值和外力、力矩大小之间的关系进行分析,获得了电压差值与外力、力矩大小的关系方程,并应用六维力传感器对气动柔性手指进行了夹持力实验研究.实验结果表明,柔性手指指尖夹持力、所受力矩随气压增加而增大,且指根处受力、力矩均小于指尖夹持力及夹持力所产生力矩,为后续柔性机械手的研究提供了科学依据.

基于CAN总线的力传感器与机器人控制器通讯设计

研磨机器人系统中,研磨头与工件的接触力是保证加工精度,进行机器人力控制的一个重要因 素。采用 CAN 通讯可以确保力传感器准确、及时地把力信息传送给控制器进行力控制。本文 给出了6维腕力传感器与机器人控制器通讯的硬件结构,制定了可靠的通讯协议,实现了力信 息的正确读取,为研磨机器人控制系统获得可靠的力信息提供了一种新的解决方案。

压电石英六维力传感器的解耦研究

概述了六维力传感器研究意义及现状,介绍了构成压电石英六维力传感器的三向力传感器的结构,讨论了4支点三向力传感器在其中的空间布局及其测量原理。对传感器面上六维力标定数据进行回归分析,得出其向间耦合方程,进行了解耦处理。在此基础上,将传感器用于轴上六维力测量,进行标定和解耦分析,验证了该结构的传感器可用于轴上六维力的测量。

六维力传感器的PICOSTRAIN应变测量电路设计

提出了PICOSTRAIN应变检测法,通过电容把应变电阻的变化转换为RC网络的充放电时间,采用高精度的数字时间转换器把时间转换为数字量,提供给数据采集系统。搭建了PICOSTRAIN应变检测电路系统。同时针对微型六维力传感器结构设计了传感器的机电一体化系统。

MATLAB在LabVIEW开发虚拟仪器中的应用研究

虚拟仪器编程软件LabVIEW结合计算功能强大的MATLAB将大大提高虚拟仪器的开发功能。专业工具箱是MATLAB的特色,功能强大。在虚拟编程软件LabVIEW中结合MATLAB工具箱就能够开发出独具特色的虚拟仪器。文中分析了LabVIEW中如何调用MATLAB脚本节点以及MATLAB工具箱的应用研究。还给出了MATLAB在LabVIEW开发机器人六维腕力传感器系统的静态标定虚拟仪器中的应用,表明了MATLAB工具软件可以使LabVIEW开发虚拟仪器更为方便有效。