六維力傳感器優(yōu)化設(shè)計及靜動態(tài)特性研究.pdf

1、設(shè)計了一種應(yīng)變式全剪切六維力傳感器，該傳感器彈性體采用了薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，在該圓筒的上下兩層各開有4個相位相差45°的槽孔，形成了具有三層敏感區(qū)域的彈性元件。具有結(jié)構(gòu)簡單、純剪切測量、整體式等特點。采用正交試驗與有限元方法對彈性體結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并得到了彈性體最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸。
　　 運(yùn)用有限元法對傳感器進(jìn)行了靜態(tài)分析，找出了傳感器在靜態(tài)力作用下各應(yīng)變區(qū)域的應(yīng)變變化規(guī)律，研究了線性度等靜態(tài)特性，并討論了傳感器各方向間的靜態(tài)耦合情況。

2、通過對傳感器的模態(tài)分析得出了傳感器各階固有頻率及陣型；諧響應(yīng)分析與瞬態(tài)響應(yīng)分析得到了傳感器在動態(tài)載荷作用下頻響特性，并分析了傳感器的動態(tài)維間耦合情況。
　　 依據(jù)各應(yīng)變區(qū)域的應(yīng)變變化規(guī)律確定了貼片位置，并根據(jù)六維力傳感器的測量原理選擇了合適的應(yīng)變片。根據(jù)測量要求設(shè)計了測量各方向力或力矩的組橋方式，并通過合理的組橋在理論上消除了維間耦合。
　　 設(shè)計了傳感器靜態(tài)標(biāo)定實驗，采用加標(biāo)準(zhǔn)砝碼的方法對傳感器進(jìn)行了靜態(tài)標(biāo)定，并得到了