大量程六維壓電力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的研究.pdf

1、巨型重載操作裝備是制造產(chǎn)業(yè)鏈中的基礎(chǔ)裝備，體現(xiàn)了國(guó)家極端制造能力和制造水平。在重載裝備操作過程中，六維力測(cè)量以及實(shí)時(shí)的力反饋是實(shí)現(xiàn)多裝備協(xié)調(diào)操作控制、力順應(yīng)控制的基礎(chǔ)。六維測(cè)量系統(tǒng)的核心部件為力傳感器，基于壓電效應(yīng)的六維壓電力傳感器，能夠?qū)臻g力進(jìn)行綜合地測(cè)量。測(cè)量的前提是對(duì)其進(jìn)行精確地標(biāo)定。研究對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定的系統(tǒng)，對(duì)傳感器的實(shí)際應(yīng)用具有重要的意義。
　　 本文在國(guó)家973項(xiàng)目基金(2006CB705406)的資助下，從工程實(shí)際

2、出發(fā)，針對(duì)六維壓電力傳感器的向間耦合特點(diǎn)，以及巨型重載裝備中的大力測(cè)量要求，研究了一套能對(duì)大量程的壓電力傳感器進(jìn)行六維標(biāo)定的系統(tǒng)。
　　 本文采用了蝸輪蝸桿以及滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)組合成力源提供者；采用T型槽式的工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)力源的水平面內(nèi)的平移；通過升降板在豎直方向安置力源，由提升機(jī)構(gòu)控制升降，實(shí)現(xiàn)力源豎直方向的平移，由此建立了一套能對(duì)三維力進(jìn)行標(biāo)定的裝置。同時(shí)，通過對(duì)裝置中的各主要部件進(jìn)行計(jì)算校核以及應(yīng)力和應(yīng)變的有限元分析，驗(yàn)證了標(biāo)

3、定裝置的可靠性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的轉(zhuǎn)接架機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)六維壓電力傳感器的移動(dòng)與翻轉(zhuǎn)，研究出六維標(biāo)定的方式，并選擇合適的輸出設(shè)備，從而搭建了一套大量程至50000N、大空間至560×520×520mm的六維力標(biāo)定系統(tǒng)。
　　 本文通過實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)定系統(tǒng)的不確定度進(jìn)行了分析與計(jì)算。結(jié)果表明，標(biāo)定系統(tǒng)具有較低的測(cè)量不確定度，其良好的加載性能滿足對(duì)壓電力傳感器進(jìn)行標(biāo)定的精度要求。對(duì)于大量程力的測(cè)量，標(biāo)定系統(tǒng)具有良好的標(biāo)定性能，為六維壓電