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)國家極端制造能力和制造水平，影響國民經(jīng)濟和國防建設(shè)重大工程的實施。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程中，六維力測量以及實時力反饋是實現(xiàn)多裝備協(xié)調(diào)操作控制、力順應(yīng)控制的基礎(chǔ)。為了實現(xiàn)力反饋控制，要求六維大力測量，而如何實現(xiàn)軸上六維力的并聯(lián)測量是首要解決的問題。 本文選用動態(tài)性能良好的壓電石英為力敏元件，

2、設(shè)計了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的六維力傳感器。通過標(biāo)定傳感器面上六維力，來研究傳感器面上測量六維力的性能，并進一步應(yīng)用到測量軸上六維力，最后進行標(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量原理；通過三向力傳感器的晶片集成，并基于理論力學(xué)理論，設(shè)計六維力傳感器的四支點空間布局，進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)計了六維力標(biāo)定裝置，進行傳感器面上六維力的標(biāo)定，