壓電石英六維力傳感器的解耦研究.pdf

1、巨型重載制造裝備是制造產(chǎn)業(yè)鏈中的基礎(chǔ)裝備，體現(xiàn)國(guó)家極端制造能力和制造水平，影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)重大工程的實(shí)施。巨型重載操作裝備需要具備極端載荷條件下的多維靈巧操作能力，傳感與測(cè)量是其控制系統(tǒng)的重要組成部分。在重載操作裝備操作過(guò)程中，六維力測(cè)量以及實(shí)時(shí)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)。為了實(shí)現(xiàn)力反饋控制，要求六維大力測(cè)量，而如何實(shí)現(xiàn)軸上六維力的并聯(lián)測(cè)量是首要解決的問(wèn)題。 本文選用動(dòng)態(tài)性能良好的壓電石英為力敏元件，

2、設(shè)計(jì)了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的六維力傳感器。通過(guò)標(biāo)定傳感器面上六維力，來(lái)研究傳感器面上測(cè)量六維力的性能，并進(jìn)一步應(yīng)用到測(cè)量軸上六維力，最后進(jìn)行標(biāo)定和解耦研究。 首先，本文根據(jù)材料力學(xué)理論，創(chuàng)新推導(dǎo)軸上六維力的數(shù)學(xué)模型，并確定軸上六維力測(cè)量原理；通過(guò)三向力傳感器的晶片集成，并基于理論力學(xué)理論，設(shè)計(jì)六維力傳感器的四支點(diǎn)空間布局，進(jìn)行六維力傳感器的制作，并建立六維力傳感器的力學(xué)模型。 其次，設(shè)計(jì)了六維力標(biāo)定裝置，進(jìn)行傳感器面上六維力的標(biāo)定，