重載并聯(lián)六維力傳感器模型重構(gòu)理論與實驗研究.pdf

1、本文主要對面向重載應(yīng)用的并聯(lián)六維力傳感器進行理論、仿真及實驗研究，從構(gòu)型綜合、理論建模、仿真分析、模型重構(gòu)理論研究、樣機設(shè)計及測試等多方面系統(tǒng)地展開研究，為并聯(lián)六維力傳感器在重載領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)及設(shè)計基礎(chǔ)。
　　首先，通過對可實現(xiàn)重載六維力測量的并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型綜合，提出多種具有不同承載結(jié)構(gòu)的并聯(lián)六維力傳感器。最終確定以采用混合分支輪輻式布置的柔性并聯(lián)機構(gòu)做為本文的研究對象。通過螺旋理論建立所提出的幾種輪輻式并聯(lián)六維力傳感器的數(shù)

2、學(xué)模型并討論了構(gòu)型可行性。
　　其次，利用柔性串聯(lián)支路的變形疊加原理，對單個柔性串聯(lián)測量分支進行剛度建模，得到柔性串聯(lián)分支及承載分支的剛度矩陣?；趶椥泽w小變形假設(shè)理論及柔性并聯(lián)機構(gòu)的位移協(xié)調(diào)思想，構(gòu)建傳感器整體的解析剛度模型，以此為切入點，最終建立能夠揭示重載力感知機構(gòu)測力本質(zhì)的測力分支與外載之間解析力學(xué)模型。
　　再次，利用有限元仿真對重載并聯(lián)六維力傳感器的性能進行研究。分析了主要構(gòu)型尺寸對傳感器靈敏度的影響規(guī)律，提出了

3、適用于重載并聯(lián)六維力傳感器的靈敏度等效指標(biāo)，為了達到傳感器較高的測量靈敏度，以此靈敏度指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo)對傳感器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化，利用虛擬樣機技術(shù)對重載并聯(lián)六維力傳感器虛擬標(biāo)定并分析。
　　最后，重點研究了并聯(lián)六維力傳感器的模型重構(gòu)理論。一方面，以數(shù)值的方法建立柔性并聯(lián)機構(gòu)受外載影響的重構(gòu)剛度模型；另一方面利用多約束柔性并聯(lián)機構(gòu)的多測量模型特點，提出面向多任務(wù)需求的自適合測量模型重構(gòu)理論，充分利用了采用冗余并聯(lián)機構(gòu)傳感器的多測量