基于弹性体模态振型分析的六维力传感器滤波器设计方案

六维力传感器可以测量空间内各个方向力和力矩的信息量,在机器人反馈控制中具有极其重要的作用。由于机械结构和外部干扰的限制,传感器输出的电信号含有很多高频杂质信号。通过传感器模态振型分析和以传感器幅频特性的验证方法而确定低通滤波器的频带选取方案,并研究和设计出相应的低通滤波器,以滤除不需要的杂质信号和高频信号,可以使传感器输出更加精确、稳定。     

基于薄板和伯努利-欧拉梁理论的六维力传感器动态特性分析

摘耍：六维力传感器可以测量三维空间内3个方向上的力和力矩信息,在机器人感知和控制方面起着极其重要的作用．传感器的动态特性包括时域领域特性和频域领域特性．其中,固有频率和模态振型特征是传感器频率领域动态特性的重要参数．文章基于弹性力学中薄板和伯努利一欧拉梁理论建立传感器各模块动态数学模型,分析出各方向一阶固有频率和主振型,为传感器动态特性领域深入研究提供理论参考．关键词：六维力传感器;动态特性;薄板;伯努利一欧拉梁;固有频率中图分类号：TH39文献标识码：A     

基于超薄型3轴力传感器的电动压缩机传递力测量

汽车的电动压缩机在工作时,产生的机械振动通过发动机传递到车身从而产生车内噪声,噪声大小可以根据电动压缩机传递到发动机的传递力及其动力学特性进行推算。通常在电动压缩机与发动机连接处安装力传感器来测量传递力,然而,力传感器会干扰其他部件并使电动压缩机振动模式发生改变,从而在实际情况下可能无法实现传递力的测量。为此,基于石英晶体压电效应开发了新型超薄型3轴力传感器,实现了在接近实际情况下的电动压缩机传递力测量。     

刚柔混合三腿六维力传感器测力性能分析

研究了一种新型的三腿六维力传感器的测力性能,基于3-RPS(转动副-移动副-球副)并联机构研制传感器样机,建立了该样机的静力模型,得到了施加在传感器上的外力与传感器本身6个单维力传感器的映射关系;对新型传感器进行了静态标定实验,根据实验结果分析传感器的测力性能,得到三腿六维力传感器的测力性能评价指标,为该传感器的优化及应用提供了参考依据和基础。     

基于MEMS六轴传感器的上肢运动识别系统

设计并实现了一种基于MEMS六轴传感器的上肢运动识别系统.该系统通过1个MEMS六轴传感器对用户上肢运动的三维加速度和三维角速度进行实时采集并使用蓝牙发送到计算机中.通过计算机将采集到的数据进行加速度分解、滤波、周期判别、标准化等处理后,与特征数据库中的数据进行相关性分析,从而实现对特定动作的识别,并可对重复动作进行计数.以对哑铃动作采集数据为例,验证了该系统的有效性.     

基于ANSYS升降台的低速轴有限元分析

以铜包装生产线液压升降台的低速轴为研究对象,用三维软件Pro/E建立三维模型,将三维模型导入ANSYS建立有限元模型对低速轴进行线性静力分析和模态分析,分析轴的变形及应力分布情况,找出变形及应力最大位置,提出轴的改进方案,提高方案设计的可靠性。     

六维力传感器薄板受迫振动分析

目前弹性体的解耦大多以静态实验标定的方法求解,而缺少对弹性体建模的理论分析。以六维力传感器弹性体中的上E型膜为研究对象,根据其结构和约束条件建立力学模型,通过薄板弯曲理论推导出上E型膜在仅受Z方向载荷FZ时受迫振动过程中任一瞬时的动扰度表达式,并求出动态应变输出。仿真实验表明理论推导与实际情况较吻合。     

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。     

基于薄板理论的六维力传感器E型膜横向扭转振动分析

六维力传感器动态解耦的关键是对解耦矩阵c的求解,常见的方法是基于弹性力学理论对传感器的弹性结构建立力学模型,通过对弹性体动态力学行为的研究,揭示动态耦合特征,求解解耦矩阵．本文以M,方向动载荷作用下传感器的上、下E型膜研究对象,基于弹性力学薄板振动理论,对非对称动载荷作用下的圆环形薄板的横向强迫振动问题提出了一种新颖的解决方法,求解出动态输出,并对结果进行数据处理,揭示了帆主方向弹性体的动态力学特性,为动态解耦提供了理论和数据基础．     

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。     

基于Hypermesh和ANSYS的拖拉机驾驶室模态分析

针对某拖拉机驾驶室的结构特点,以模态有限元的基本理论为依据,基于Hypermesh建立了某拖拉机驾驶室的有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS计算得出了该拖拉机驾驶室的前10阶固有频率及振型。分析了固有频率与激振频率的关系,从模态振型分析找出结构的薄弱环节,结果表明该驾驶室的顶部横梁和纵梁结构刚度需要进一步提高。该结论为今后拖拉机驾驶室的结构设计和改进提供了理论依据。     

基于ANSYS的三环减速器内齿板模态分析

三环减速器的剧烈振动问题是制约三环减速器推广使用的主要原因,其中的振动有很大一部分来源于内齿板。运用ANSYS软件,建立了三环减速器内齿板的参数化模型,介绍了ANSYS的模态分析方法并对内齿板进行了模态分析,获得了内齿板固有频率及振型特征,为进一步研究三环减速器的振动问题提供理论参考。     

基于ANSYS的模态动载荷识别

介绍了在模态分析中载荷识别的基本原理,阐述了利用ANSYS进行模态分析及载荷识别的方法,总结和概括了载荷识别时各种因素对识别结果的精度影响。     

基于ANSYS的多层框架结构模态分析

利用大型有限元软件ANSYS对11层框架结构进行了模态分析,分别计算了不同情况下纯框架体系和框架—填充墙体系结构自振周期,分析了不同因素对框架结构周期折减系数的影响。     

基于ANSYS水轮机修复专用机器人模态分析

为了研究水电站水轮机修复专用机器人的动力性能,对其进行磨削工况模拟,通过Pro/E软件建立实体模型,并基于有限元分析软件ANSYS生成有限元模型,进行有预应力的模态分析,从而得出机器人前五阶固有频率和振型.结果表明:振动剧烈的部位主要是各个部件的结合部,分析结果可为机器人结构改进提供理论依据.     

预应力对预应力简支梁自振频率的影响

建立了有粘结预应力简支梁振动特性的理论分析模型,并研究了预应力大小对不同布索形式的预应力简支梁自振频率的影响;应用有限元分析软件ANSYS对三种布索形式的预应力简支梁进行了模态分析,验证了理论分析的正确性与适用性;理论分析模型和有限元模型分别从理论和数值上证明了预应力大小对有粘结预应力简支梁的动力特性没有任何影响。     

基于ANSYS有限元法的圆柱齿轮模态分析

齿轮作为机械传动中最重要的部件,在各个领域具有广泛应用,对其进行系统的模态分析具有重要意义.本文提出了一种基于ANSYS有限元法的圆柱齿轮模态分析方法.首先建立圆柱齿轮的三维模型,并通过属性选择、网格划分建立有限元分析模型,通过求解项的设置完成固有频率求解,从而获得圆柱齿轮的4阶模态振型,其求解结果能够有效避免共振危害的发生,对于齿轮的研发与设计具有重要参考价值.     

基于模态分析法的结构动载荷识别研究

分析了基于模态分析法的动载荷识别时域方法 ,应用薄板实例进行了验证 ,结果表明该方法具有较高精度 ,并对该方法在转向架结构应用中的一些问题进行了探讨 .     

基于ANSYS Workbench的驱动桥壳模态分析

采用Solidworks软件对冲焊桥壳进行三维建模,通过ANSYS Workbench软件进行有限元模态分析,采用Block Lancos法计算得出桥壳的前6阶固有频率和振型,研究桥壳结构与其振动特性的关系,为焊接桥壳的改进设计提供理论依据,缩短了实验周期,具有较强的实际工程意义。     

基于ANSYS的气液两相流海洋立管流固耦合模态分析

运用ANSYS软件对气液两相流海洋立管进行了流固耦合模态分析,研究了有无流固耦合存在时立管振动模态的变化以及立管支承方式、流体边界条件对立管固有频率和阵型的影响。同时,将仿真分析同DNV公式求解的固有频率进行了对比验证。结果表明:流固耦合作用明显地降低了立管的固有频率,但并不改变固有阵型;立管的支承方式不改变阵型,但会影响管道的固有频率,约束数量增加,固有频率变大,随着模态阵型阶数增加,立管的固有频率增加,而最大阵型位移随之减小;立管固有频率随气相流速的增加而减小,随截面含气率的增大而增大;通过仿真分析和DNV公式求解两种方法得到的固有频率相差不大,验证了仿真分析的合理性。分析结果对海洋立管的优化设计和振动对策提供了重要的理论依据。