基于差動(dòng)式壓電多維力（6維）傳感器的研究.pdf

1、多維力傳感器是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人類人化和智能化最為重要的一種傳感器，它是工程力學(xué)檢測(cè)和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的基礎(chǔ)。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，多維力傳感器的應(yīng)用范圍已經(jīng)越來(lái)越廣泛。本文利用壓電原理研究和設(shè)計(jì)了差動(dòng)式壓電多維力傳感器，論文論述了壓電原理，建立了多維力傳感器模型，給出了基于該傳感器的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)標(biāo)定系統(tǒng)，對(duì)壓電式力傳感器的信號(hào)處理電路進(jìn)行了重點(diǎn)研究與設(shè)計(jì)制作。本文主要完成了以下幾方面工作： ①?gòu)纳飰弘娦?yīng)和“生物皮膚”效應(yīng)出發(fā)，提出了“

2、組合式”力傳感器設(shè)計(jì)方法，并應(yīng)用于差動(dòng)式壓電多維力傳感器的設(shè)計(jì)中。建立了該傳感器的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明該差動(dòng)式壓電多維力傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易加工、體積小、靈敏度及固有頻率高、受溫度影響小、極間干擾小、能有效抑制系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差等優(yōu)點(diǎn)。 ② 通過(guò)對(duì)現(xiàn)有力傳感器標(biāo)定設(shè)備的研究分析，依據(jù)砝碼標(biāo)定裝置的原理，設(shè)計(jì)了差動(dòng)式壓電多維力傳感器的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩用砝碼式加載裝置及相應(yīng)的標(biāo)定系統(tǒng)，并推導(dǎo)出了施加標(biāo)準(zhǔn)力的理

3、論公式。 ③ 完成了基于壓電式傳感器的二次儀表——準(zhǔn)靜態(tài)電荷放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，對(duì)電荷放大器的程控化基本理論進(jìn)行了詳盡的對(duì)比論述，給出了相關(guān)的計(jì)算公式和設(shè)計(jì)方法，為下一步實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)電荷放大器的程控化提供了理論依據(jù)。 ④在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，完成了對(duì)論文中涉及的準(zhǔn)靜態(tài)電荷放大器的設(shè)計(jì)、制作與實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)測(cè)試的低頻下限頻率與現(xiàn)有電荷放大器在同等條件下測(cè)試的低頻下限進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果令人滿意，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 ⑤本