柔性鉸并聯(lián)六維力傳感器誤差分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，基于柔性并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六維力傳感器以其較高的測(cè)量精度深受重視并得到了快速發(fā)展，但是在加工制造和工作過(guò)程會(huì)不可避免地由于自身原因使測(cè)力平臺(tái)產(chǎn)生形位誤差，嚴(yán)重影響著傳感器精度、線性度、靈敏度等靜態(tài)性能指標(biāo)，使其難以滿足精確測(cè)量的工作環(huán)境。本課題結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)柔性鉸6-UPUR六維力傳感器機(jī)構(gòu)本身誤差因素進(jìn)行探討，并開(kāi)展靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。主要的研究如下：
　　首先，運(yùn)用Denavit-Hartenberg（以下簡(jiǎn)稱(chēng)D-H）建模

2、方法推導(dǎo)出傳感器加工制造誤差模型，并通過(guò)虛設(shè)運(yùn)動(dòng)副的方法將各個(gè)誤差源映射為四類(lèi)D-H參數(shù)，并針對(duì)主要誤差源（測(cè)力平臺(tái)和固定平臺(tái)的半徑誤差，分支中間U副和下定位塊U副的兩運(yùn)動(dòng)軸線的間距誤差，單維力傳感器安裝誤差）運(yùn)用蒙塔卡洛方法對(duì)其進(jìn)行分析。
　　其次，基于Euler-Bernoulli梁理論和假設(shè)小變形理論，給出傳感器所應(yīng)用的兩種R副的柔度矩陣，運(yùn)用柔性串聯(lián)支路的變形疊加原理和并聯(lián)組合的變形協(xié)調(diào)條件，求取了傳感器整體剛度矩陣，構(gòu)建

3、了標(biāo)定變形誤差模型，借助有限元分析軟件ANSYS Workbench對(duì)傳感器進(jìn)行靜力分析，得出由各維施加力的變化所引起的測(cè)力平臺(tái)形位變化，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　再次，給出基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的六維力傳感器的力學(xué)模型，并對(duì)傳感器加工制造誤差和標(biāo)定變形誤差進(jìn)行綜合；給出傳感器精度和其它靜態(tài)性能指標(biāo)的定義，并針對(duì)理想情況和計(jì)入各項(xiàng)誤差兩種情況下進(jìn)行對(duì)比分析，得出誤差對(duì)傳感器靜態(tài)性能的影響。
　　最后，開(kāi)展靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，得出由最小