双层预紧式六维力传感器动态性能的理论与实验研究

对一种新型的双层预紧式六维力传感器进行了动态性能理论分析与实验研究。首先介绍了双层预紧式六维力传感器的结构特点。建立了该传感器的振动系统简化模型,基于螺旋理论和多自由度系统振动学推导了系统的运动微分方程。经过对运动微分方程进行求解,得到了传感器的各阶固有频率。最后采用阶跃响应法对传感器样机进行动态性能实验研究,经过快速傅里叶变换得到了传感器的频率响应曲线。实验结果与理论计算结果一致,从而验证了理论推导的正确性。研究结果表明,双层预紧式六维力传感器的动态性能较好,能够满足一般工业生产中对六维力测量的要求。     

超薄六维力/力矩传感器优化设计及其解耦

为降低六维力/力矩传感器的高度尺寸对基座和驱动部件引起的附加力矩,结合有限元分析法、SDO方法和神经网络方法,设计了一种新型的基于应变检测原理的超薄六维力/力矩传感器,其高度尺寸可控制在15mm以内.为进一步提高设计的六维力/力矩传感器的精度,对其进行非线性维间解耦和标定,实验结果表明,传感器精度性能优良,最大线性度误差为0.15%F.S.,其设计和优化过程正确合理,最大耦合误差为1.6%F.S.,各维在满量程时的输出相等,具有各维同性.     

基于灵敏度指标的Stewart型六维力传感器结构参数设计

基于对六维力传感器系统中影响灵敏度性能的因素的分析,在传感器静态数学模型中应用并联机器人机构学理论,对Stewart型六维力传感器的灵敏度指标进行分析并推导出解析解.引入力(力矩)灵敏度影响因子的概念,研究了力(力矩)灵敏度影响因子影响灵敏度指标的规律;基于空间模型理论采用无量纲参数绘制了该型传感器的力(力矩)灵敏度指标二维性能图谱,提供了一种并联结构六维力传感器结构参数优化设计方法.     

新型机器人六维力传感器的测量电路

针对机器人腕部及手指所受空间六维力／力矩的测量，介绍了一种新型基于Stewart并联结构的六维力传感器，主要研究该传感器的测量电路，并对电桥电压灵敏度及温度补偿方法作了详细研究。     

微摩擦测试的微力传感器设计

论述了一种新的应用于微摩擦测试的微力传感器，这种微力传感器能同时测定微小摩擦力及相应正压力的大小，其独特的悬臂结构消除了多维力传感器普遍关注的耦合问题．正压力和摩擦力的测力原理分别基于应变片法和位移法．标定及静态特性的分析表明，该微力传感器具有较高的测力精度和分辨力，适合于mN级的摩擦测试．摩擦测试实验表明，该微力传感器完全能进行各种润滑膜的微摩擦性能评估测试，从而为微摩擦研究提供了一种有效的实验工具．     

基于UKF的六维力传感器重力补偿算法研究

为解决人机交互中六维力传感器受末端重力影响导致示数不准确的问题，提出一种基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)算法的六维力传感器误差校正方法。通过对传感器数据进行处理和估计，实现对传感器误差的准确估计和修正，从而将传感器误差降至0～0.227 N之间。实验结果表明：该方法可以显著提高六维力传感器的测量精度，为人机交互中的精准力控制提供了可靠的技术支持。     

六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路设计与分析

针对脉冲激励和单位阶跃法测试六维力传感器动态性能时输出力单一,力值大小调节较困难,且负载信号的检测不理想等问题,采用电磁激振原理,致力于谐波激励装置的研制。针对电磁滞后特性,以及电磁激励力随频率增加呈衰减特性,采用双闭环控制方案,即内环为电流环,外环为激励力反馈环,设计了一款六维力传感器动态测试电磁激励力控制电路。该电路测试结果表明电磁激励力输出幅度在传感器工作带宽内保持恒定,完全满足基于谐波激励法六维力传感器动态性能测试要求。     

剃齿测力仪的设计及其标定

本文在分析剃削力的基础上,确定了剃齿测力仪应采用的结构形式,完成了弹性传感器的设计。针对测力仪的力学特性和电学特性,进行了分析和推导,从理论上初估了测力仪的主要性能,并提出了测力仪的补偿措施。最后对测力系统进行了标定,从而判断其在实用中的可靠性。静态标定主要考察了测力仪的直线性和灵敏度,动态标定主要考察了测力仪的固有频率。     

Stewart平台式六维力测量装置初探

利用Ｓｔｅｗａｒｔ平台结构特点,开必一种新型的六维力测量装置。根据Ｓｔｅｗａｒｔ平台的静力学关系,建立了六维力测量装置的数学模型。给出了Ｓｔｅｗａｒｔ平台上平台所受的六维力和６个支承腿所受拉压力的关系,并进行了结构设计和测量系统设计。     

双E型膜弹性体六维力传感器静态标定及其性能分析

六维力传感器的静态标定是其在智能机器人应用中准确测量的前提,以双E型膜弹性体六维力传感器为例,设计了静态标定试验,测试了6路静态标定数据,计算并分析了其静态性能指标;并通过采用最小二乘方法进行拟合,得到了维间耦合关系斜率矩阵﹒这是六维力传感器通过耦合分析来进一步提高精度的必要途径﹒     

一种可重构空间四杆机构

提出一种可重构空间四杆机构,其具有两种不同的工作模式,模式Ⅰ为一个转动运动,模式Ⅱ为一个平移平动,两种运动模式进行切换的初始位形具有瞬时的一个转动和一个平动.将可重构空间四杆机构与一个具有两移动和两转动的串联支链相连,构成一种具有两种不同工作模式的可重构混联支链.利用3条可重构混联支链连接并联机构的固定平台和运动平台,可得到一种新型可重构并联机构,通过控制3条可重构混联支链分别在两种不同工作模式间切换,可重构并联机构可实现4种不同的三自由度运动模式.利用螺旋理论分析和证明了上述结论.     

水平滑块式三杆并联钢锭修磨机器人

对3-PTT型水平滑块式三杆三自由度并联钢锭修磨机器人运动学、工作空间、静力学、动力学进行了研究.运动学方程和雅可比矩阵为简洁的显式表达,便于实时控制.工作空间形状规整,有效空间大.在整个运动空间内无运动干涉和耦合,无奇异点和不定形位,可操作性良好.特别适合长方体形钢坯修磨作业,亦可用于其他加工作业.滑块驱动力变化连续平滑,无冲击.利用拉格朗日方法,进行了动力学建模.在工作空间内部该机器人加速特性和动态特性良好.最后还进行了钢坯修磨现场试验测试.     

基于信息融合的浮体轨迹测量

为研究浮体轨迹的测量方法,对轨迹测量中的误差积累进行说明和分析,并用实验验证了误差积累在轨迹测量中的影响,在此基础上提出了解决的方法.采用TI公司的TMS320F28335作为核心,加速度计和倾角仪作为测量传感器来设计轨迹测量系统.能够快速获得浮体轨迹高精度数据,并在特定时刻对轨迹进行矫正,该方法具有反应周期短且可靠性高等特点.     

多元微通道平行流冷凝器理论模型与实验研究

针对多元微通道平行流冷凝器,运用分布参数法建立稳态理论模型.根据变工况实验拟合空气侧摩擦因子计算公式.分析了迎面风速、进风温度及制冷剂流量对冷凝器换热性能和压降的影响.结果表明,模型计算结果与实验数据变化趋势一致,最大误差为9.759%.证明了模型的正确性及有效性,可为多元微通道平行流换热器的结构优化及性能分析提供参考.     

容栅测角数显仪的误差分析

容栅测角数显仪是一种角行程传感器,其动栅和定栅是平行的两个圆盘,可实现两圆盘的完全覆盖。文章介绍了群聚型测角传感器的结构,分析了影响测量精度的因素和改进方法。     

湿型砂三性能自动快速测定方法及其测定仪

本文研究一种湿型砂三性能自动快速测定方法及其测定仪。该方法是直接测定紧实率的试样的透气压力和湿压强度,代入由试验建立的二元线性回归方程求得标准工艺试样的透气性和湿压强度。该仪器采用用移传感器测定紧实率,用压力传感器测定湿压强度,用气压传感器测定透气压力。仪器的动作程序、检测信号的采集、数据处理及打印险测结果等均由微机控制,自动运行。本方法简单,快速和准确。该仪器采用气压传动,结构简单,制造容易。     

一种新型两自由度高速并联机械手的尺度综合

对含被动支链的两自由度平动并联机构的概念设计进行了研究,归纳了被动支链的几种可能构型.运用螺旋理论对被动支链进行自由度分析,进而提出了一种新型高速并联机械手机构,该机械手包含两条主动支链和两条被动支链,其中被动支链用来对动平台的姿态进行约束,并提高机械手的刚度.在进行运动学分析的基础上,以机械手雅克比矩阵条件数在工作空间上的平均值和最大值的加权值为性能指标,对该并联机械手机构进行了尺度综合.研究表明,该两自由度平动并联机械手可与一单自由度进给机构组合,构成一个三自由度平动混联机械手,适用于工业领域的高速拾放操作.     

综合的并行搜索策略及其在剩余静校正中的应用

文章以并行遗传算法为基础，根据生物遗传规律的特点，综合多种杂交方式和生物遗传技术（共享技术、受限交配、灾变等），提出了一种综合的并行搜索策略，用以克服遗传算法的早熟收敛现象，提高遗传寻优的效率。通过对剩余静校正估计的模型试验，其结果比常规的单一遗传算法有明显的改善，能够更有效地接近于真正的最优解。     

2TPT-PTT并联机床运动学研究

提出了一种新型的2TPT-PTT三平移自由度并联机床构型·建立了运动学方程,给出运动学方程的正、逆解·通过对雅可比矩阵及其逆矩阵的研究,分析了机构的奇异性及各杆的速度·在Solidworks和visualNastrandesktop环境下建立其三维实体运动模型,并对各杆在三维空间内速度变化做了进一步研究·研究结果表明:对运动学方程所求正、逆解及雅可比矩阵正确,该机构具有结构紧凑、运动平稳、不存在奇异点、易于控制等优点,为并联机床的机构设计提供了一定的理论基础·     

应用微分算子理论建立基本解

阐述了应用微分算子理论建立基本解的具体步骤，并应用它和求解常微分方程组的若干技巧建立了二维和三维弹性静力学、二维弹性动力学、Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板以及正交各向异性薄板和平面问题的基本解，验证了所提出方法的有效性。