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文檔簡介
1、當(dāng)前核電、造船、化工、國防等領(lǐng)域的大型構(gòu)件精確高效制造迫切需要巨型重載操作裝備。在制造過程中,操作裝備通常是與加工裝備協(xié)調(diào)操作的,操作裝備的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)于制造過程中的工件變形所造成的位移需具有力順應(yīng)性和位置順應(yīng)性,實(shí)時(shí)六維大力測(cè)量是實(shí)現(xiàn)順應(yīng)控制和多自由度協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ),因此研究極端環(huán)境下的六維大力測(cè)量及力反饋具有重要的意義。目前對(duì)于100kN至100MN量級(jí)的大力只能進(jìn)行單維測(cè)量,現(xiàn)有的六維力傳感器僅局限于小量程力值的測(cè)量。所以,解決
2、大承載能力和多維力測(cè)量之間的矛盾,已成為實(shí)現(xiàn)六維大力測(cè)量的關(guān)鍵。
本文依據(jù)傳統(tǒng)Stewart平臺(tái)六維力傳感器的測(cè)量原理和大力分載測(cè)量機(jī)理,建立了基于Stewart結(jié)構(gòu)六維大力傳感器靜態(tài)數(shù)學(xué)模型,在分析大力傳感器測(cè)量誤差的基礎(chǔ)上,得到了傳感器測(cè)量精度與一階靜力影響系數(shù)矩陣條件數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系。并通過分析力及力矩一階靜力影響系數(shù)矩陣和力及力矩柔度矩陣,揭示了傳感器的各向同性指標(biāo)、靈敏度及其各向同性指標(biāo)與其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的相互關(guān)系。并
3、針對(duì)給定的不同性能指標(biāo),利用空間模型理論,采用圖譜分析方法獲得了六維大力傳感器靜態(tài)性能指標(biāo)與其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,利用遺傳算法對(duì)新型六維大力傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,完成了Stewart結(jié)構(gòu)六維大力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后,在專用標(biāo)定加載裝置上對(duì)研制的Stewart結(jié)構(gòu)六維大力傳感器進(jìn)行了靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn),得到了傳感器的標(biāo)定曲線和實(shí)驗(yàn)解耦矩陣。
通過對(duì)基于Stewart結(jié)構(gòu)六維大力傳感器的靜態(tài)性能分析,驗(yàn)證了使
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