作者:韩康; 陈立恒; 李行; 夏明一; 吴清文 期刊:《仪器仪表学报》 2019年第09期
为满足空间在轨组装望远镜地面装配试验的相关需求,综合考虑六维力传感器的量程、刚度和灵敏度等因素,设计了一种高灵敏度大量程六维力传感器。首先对经典十字梁六维力传感器进行数学建模,通过对比各通道单独作用时,应变梁表面应变和弹性体变形刚度的数学表达式,提出一套提高传感器灵敏度的改进方案;然后对传感器结构进行详细设计,并通过传感器的有限元仿真验证结构方案可行性;最后,对六维力传感器进行加工与标定,得到传感器线重复...
作者:贺静; 王志军; 崔冰艳; 李占贤 期刊:《机械设计与制造》 2019年第05期
针对六维力传感器实际应用中所完成的任务不同,提出一种基于工况函数模型的并联结构六维力传感器结构参数优化方法,该方法所得到的优化结果更有利于传感器的受力和测量性能。首先介绍正交并联六维力传感器结构,并进行静力平衡方程求解,然后提出了基于工况函数模型的并联结构六维力传感器参数优化方法,以测力分支量程最小为优化目标,得到满足要求的结构参数及对应的测力分支最小量程。最后对正交并联六维力传感器进行结构参数优化,...
作者:黄冠成; 陈新度 期刊:《机械设计与制造》 2017年第12期
随着工业机器人应用越来越广泛,工业机器人被要求具有更高柔顺性的示教功能。提出一种柔顺示教的控制方法,以常用的20公斤级的工业机器人为研究对象,通过六维力传感器采集力信息,经过柔顺控制算法和基于位置的力位控制算法结合控制机器人,实现柔顺示教功能。先介绍了柔顺示教的硬件平台结构和软件结构,建立一个柔顺示教控制的模型,并利用该模型设计一个柔顺示教的控制算法,最后将笔作为机器人末端执行器并在白纸上画图案以验证示教...
作者:徐远; 宋爱国; 李会军 期刊:《测控技术》 2019年第04期
针对工业生产中自动装配技术装配精度不高的问题,提出了一种基于机器视觉和六维力传感器的自动装配控制方法。使用两个单目摄像头对目标进行两次定位,通过改进的NCC匹配算法进行一次定位,通过基于边缘特征的模板匹配进行二次定位,利用六维力传感器获取装配过程中的力与力矩变化情况,并基于反馈的力与力矩提出了直线运动与螺旋线运动两种装配轨迹规划策略。在搭建的机器人平台上对两种策略进行了对比实验,实验结果表明,在轴孔间隙较...
作者:易旺民; 隆昌宇; 胡瑞钦 期刊:《中国航天》 2019年第02期
一需求背景当前我国已制订了系列发展规划纲要以促进我国航天技术发展及能力提升,其中《中国制造2025》规划提出了'制造'向'智造'转变的目标,航空航天装备是其中的重点领域,机器人、3D打印、物联网技术被确定为重点发展方向。
作者:陆永华; 赵东标; 吕霞; 李静 期刊:《南京航空航天大学学报》 2005年第03期
分析了六维力/力矩传感器弹性体结构;提出了基于Stewart平台的球形连接分体式弹性体的设计方案;对Stewart平台的六维力弹性体结构进行建模,用有限元方法做单维力和力矩的加载求解;经数值分析得到应力与应变的分布,从而求解出最大受力分布点,经线性变化得到输出与载荷之间的传递矩阵,并求解出六维力大小;调整上下平台夹角α,β,半径R1,R2及杆长L等参数,对传感器结构参数进行设计,列出设计数据表为Stewart六维力传感器结构参数的设计提...
作者:姚智慧; 张付祥; 陈华 期刊:《哈尔滨工业大学学报》 2004年第02期
为获得仿人行走机器人脚部的力感信息,简化测力系统,设计了一个新型的六维力传感器的弹性体,并用ANSYS软件对传感器弹性体进行了有限元分析,根据应力测量原理并结合特定的应变片布片和组桥方案得到了一种新型力解耦六维力传感器.对传感器原型进行的实测结果表明:该传感器得到了1.26 μV/N的灵敏度和2.0%的线性度,直接输出的维间力耦合在5%以内.
作者:庞长富; 王志明; 蔡正龙; 崔利贞 期刊:《工业控制计算机》 2018年第08期
简要介绍了六维力传感器的结构形式及其特点,并利用PLC实现模拟量数据采集。同时以座椅疲劳耐久试验中的六维力传感器的应用为例,通过试验采集六维力传感器中的数据作为依据,对比采集到的实际数据与理论数据,验证数据采集方案的准确性。该数据采集系统的应用,可为座椅关键部件的优化设计提供参考。
本发明涉及传感器技术领域,特别涉及一种六维力传感器及改善六维力传感器温度偏移的方法,该六维力传感器包括内圈结构、外圈结构以及均匀分布在内圈和外圈结构之间的若干测量梁。
作者:刘晓宇; 盖广洪 期刊:《传感技术学报》 2018年第12期
为满足六维力传感器的高刚度要求,使用固支约束代替铰约束。通过对传感器样机单维加载获得的标定数据进行处理,发现在使用求解标定矩阵或BP神经网络训练的方法时,分别存在维间耦合较大和多维加载误差极大的问题。对此提出一种新的思路,即在标定时同时进行单维加载和多维加载。之后使用上述两种方法进行解耦,对比发现,对新的方法,在使用BP神经网络解耦时,将最大误差降低到了2.27%,证明该方法能够同时解决六维力传感器的维间耦合问题...
作者:付立悦; 宋爱国 期刊:《计量学报》 2019年第02期
介绍了六维力传感器静态标定系统的构成,分析了标定系统的误差来源,建立了综合误差模型,并针对该误差模型提出了减小误差、提高测量精度的措施。分析结果表明,该静态标定系统的MZ通道的满量程误差为2. 48%,其余通道均在2%以下。加载力的方向偏差是六维力传感器标定系统误差的主要来源,标定时应该使用高精度的方向校准设备,减小力的加载误差。
作者:陈望隆; 杨述焱; 胡权; 宋爱国 期刊:《仪器仪表学报》 2019年第04期
针对目前六维力传感器普遍存在的体积偏大、操作繁琐、应用场景复杂的问题,设计了一种基于电阻应变原理的小型化无线六维力传感器。首先,基于十字横梁结构设计传感器的弹性体,并通过ANSYS软件进行结构静力学分析,确定了传感器的最优结构尺寸;其次,基于传感器小型化和无线传输的设计要求,设计了传感器的内部硬件电路,包括四等臂全桥电路、两级放大电路以及数据采集与传输电路,有效减小了传感器的体积,增强了灵活性;最后,设计并优化...
作者:黄青红; 王兆权; 高裕强 期刊:《机械制造与自动化》 2018年第05期
示教是学习机器人很重要的环节,其中直接示教相比其他示教方法具有简单、快捷、准确率高等优点,然而目前的大部分机器人都不支持直接示教。提出了一种基于力引导的直接示教方法。首先,通过六维力传感器实时监控、采集力/力矩信号,再将采集到的力信号和力矩信号经由重力补偿算法和重力矩补偿算法处理后发送给上位机;然后根据力-位控制算法求解出工业机器人的移动量和旋转量;最后通过Socket通信将数据发送给工业机器人,完成力引导示...
作者:谷向飞; 孙松梅 期刊:《机械工程与自动化》 2019年第02期
首先简单介绍了六维力传感器,然后介绍了传感器常用的一些静/动态性能指标,并对几个关键性能指标进行了简要的分析说明,最后对传感器各项指标进行了总结和研究展望。
作者:罗家浒; 杨会成; 曹会彬; 高理富 期刊:《计算机仿真》 2018年第01期
针对六维力传感器采集到的数据存在噪声干扰的问题,根据单维力传感器的简化模型,提出了一种混合滤波算法,即把传感器置于静态环境中并施加稳定的力.进行数据采集.将采集到的数据先进行卡尔曼滤波处理再进行加权滑动滤波处理,得到最终的滤波数据,将数据分别与卡尔曼滤波处理的数据和加权滑动滤波处理的数据进行比较,其滤波效果和平滑性都有所提升,实现对原始测量数据的去噪。最后将单维力传感器的滤波算法推广至六维力传感...
作者:何飞; 双丰; 许玉云; 胡广宇 期刊:《机械科学与技术》 2019年第04期
六维力传感器能够通过应变片及板梁结构实时检测空间六方向的力信息,但其输出信号不可避免地被噪声干扰所污染。为改善这一现象,同时针对过程噪声模型不精准致使经典卡尔曼滤波器性能差的问题,设计了一种双因子渐消卡尔曼滤波器。算法研究了加性噪声信号的统计特性,建立了矩形板主振型增广状态方程,分析了两种过程噪声模型偏差对滤波性能的影响。在经典卡尔曼滤波器的基础上,基于新息正交性原理,依据Sage开窗估计原理与最小二乘准...
六维力传感器可以同时测量空间六维广义力,已成为机器人研究领域的重点之一.文中研究的是一种新型、适用于机器人手腕和指尖的Stewart结构的六维力传感器,分析其力矩各向同性指标,得到力矩各向同性的具体解析表达式,同时对力矩各向同性进行了图谱分析,并研究了坐标系变化对力矩各向同性指标的影响,为该六维力传感器的结构设计奠定了理论基础,其研究结果具有理论和实用价值.
针对Stewart并联结构的机器人六维力传感器,设计了其静态标定装置,对静态标定系统的结构组成及标定步骤进行研究.以机器人手指用六维力传感器为例进行了试验,对试验结果的分析表明了该标定系统设计及标定方法的正确性及实用性.
作者:卞学良; 王乐; 吴利广 期刊:《河北工业大学学报》 2017年第02期
提出1种新型六维力传感器的应变片布片和解耦方案.采用1种4竖梁结构的弹性体,将测量点数减少为4个,克服了现有技术存在的问题,即应变片数量多、测量误差大以及软件解耦不容易解决实际测量时轮胎的压偏情况的问题.本方法以二向应力测量原理为基础,通过在4个测量点布置2α角度的8个测量片,组成与测量点正应力、剪应力相对应的电桥,最后对桥路进行了分析.该方法使传感器的布片工作量大大减小,提高了传感器精度,具有较大应用前景.
作者:张立建; 胡瑞钦; 易旺民 期刊:《自动化学报》 2017年第03期
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 91...