国家自然科学基金(50975245)
- 作品数：6 被引量：20H指数：4
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- 相关机构：燕山大学淮阴工学院更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 双层预紧式多分支六维力传感器及其结构稳定性分析被引量：3
- 2012年
- 提出一种双层预紧式多分支六维力传感器结构,并对其结构稳定性及工作有效性进行分析。由于所提出传感器采用单向约束的球面副,为保证结构稳定必须使传感器各测力分支在测量过程中始终受压,因此在使用之前需要对传感器施加一定的预紧力。应用凸分析理论确定出该类型六维力传感器可行的分支数目。通过对传感器静力平衡方程求解,将测力分支所产生的反作用力分为两部分,方程特解部分由六维外力产生,而通解部分只与预紧力有关;通过线性变换减少了通解中待确定参数的个数,并推导出外力在量程范围内时满足所有测力分支受压的预紧力确定方法。给出双层七分支和八分支结构六维力传感器预紧力的确定实例。研制出双层七分支结构六维力传感器样机并进行试验研究,试验结果与理论计算结果一致,从而验证了理论分析的正确性。
- 王志军姚建涛侯雨雷赵永生
- 关键词：六维力传感器
- 并联预紧式六维力传感器动态力响应分析被引量：4
- 2011年
- 提出一种并联预紧式双层结构六维力传感器,介绍了该传感器的结构特点和优点.并基于多自由度系统振动力学对该六维力传感器进行动态力响应分析.首先结合该传感器的结构特点对其进行静力学分析,在此基础上建立了传感器系统的振动力学模型;然后推导出系统的运动微分方程,通过求解运动微分方程,得到了系统在动态力作用下广义坐标的响应以及得分支受力响应;最后将推导结果进行数值计算和仿真验证,表明了理论分析的正确性和可行性.
- 王志军姚建涛王航侯雨雷赵永生
- 关键词：六维力传感器并联结构预紧
- 双层预紧式六维力传感器及其静态标定被引量：7
- 2013年
- 针对基于传统Stewart结构六维力传感器在解耦、刚度等方面性能的不足,设计并研制一种双层预紧式六维力传感器,并对其进行静态标定试验研究。所设计的六维力传感器采用球窝锥头式球面副代替传统球副,有效地减小了球副的摩擦力矩,另外测量分支只承受压力,消除了力在换向时对接触球面的冲击,提高了整体刚度。基于螺旋理论推导出传感器所施加外力与测量分支轴向力之间的映射关系,进而说明预紧式六维力传感器的测量原理。采用最小二乘线性化标定方法对传感器进行静态解耦和测量误差分析,推导出传感器的标定矩阵和误差矩阵。研制出双层预紧式六维力传感器样机,并进行静态标定试验。经过标定试验,该传感器各方向最大非线性度误差低于满量程的1.17%,最大耦合误差低于满量程的1.82%。试验结果表明双层预紧式六维力传感器具有很高的测量精度,可用于工业生产中对六维力测量要求较高的场合。
- 王志军姚建涛吴遥叶冬赵永生
- 关键词：六维力传感器
- 面向任务的并联结构六维力传感器设计被引量：5
- 2011年
- 目前研究并联结构六维力传感器多以各向同性作为传感器性能优劣的评价指标,而实际中,传感器是用来执行一定的任务,而这一任务并不一定需要传感器为各向同性的结构。故而,面向任务的传感器结构设计具有重要的工程实践意义。基于此,应用螺旋理论建立并联式六维力传感器的静态数学模型;基于抓取规划中作业建模思想,建立传感器的任务模型,并将任务模型分为力椭球模型和力矩椭球模型;系统深入地研究传感器模型和任务模型之间的关系。推导出传感器结构参数与任务模型之间的解析关系式,提出基于任务的传感器性能优劣评价的数学描述。以新型整体预紧式双层并联结构六维力传感器为例,针对执行插销作业和探测任务分别进行具体的传感器结构参数设计,得到了传感器结构参数与任务之间的关系式。研究内容为并联结构传感器在实际应用中的结构设计奠定了基础。
- 王航姚建涛侯雨雷王志军赵永生
- 关键词：力传感器并联结构
- 双层预紧式6维力传感器预紧力对精度影响分析被引量：1
- 2012年
- 针对传统Stewart结构6维力传感器性能的不足,设计并研制了一种双层预紧式6维力传感器,并进行了精度分析与实验研究.首先,介绍了该6维力传感器的结构特点,基于螺旋理论建立了其数学模型以及预紧力的数学描述形式.为了提高传感器的测量精度,在分析预紧支路结构的基础上,通过增大预紧力来降低由于预紧支路结构变形产生的误差.其次,对不同预紧力下预紧支路的结构变形进行了有限元仿真.最后研制并开发了6维力传感器样机和标定系统,进行了不同预紧力情况下的标定实验.通过增大预紧力,传感器的最大Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别由满量程的2.73%、2.43%降低到0.41%、0.64%.实验结果表明,增大预紧力有效地降低了预紧支路变形带来的测量误差,提高了传感器的测量精度,从而验证了理论分析与仿真的正确性.
- 王志军侯雨雷姚建涛叶冬赵永生
- 关键词：预紧力
- 双层预紧式六维力传感器动态性能的理论与实验研究被引量：4
- 2012年
- 对一种新型的双层预紧式六维力传感器进行了动态性能理论分析与实验研究。首先介绍了双层预紧式六维力传感器的结构特点。建立了该传感器的振动系统简化模型,基于螺旋理论和多自由度系统振动学推导了系统的运动微分方程。经过对运动微分方程进行求解,得到了传感器的各阶固有频率。最后采用阶跃响应法对传感器样机进行动态性能实验研究,经过快速傅里叶变换得到了传感器的频率响应曲线。实验结果与理论计算结果一致,从而验证了理论推导的正确性。研究结果表明,双层预紧式六维力传感器的动态性能较好,能够满足一般工业生产中对六维力测量的要求。
- 王志军姚建涛叶东刘远伟赵永生
- 关键词：六维力传感器动态性能固有频率
