指尖三維力傳感器與仿生觸須傳感器的研究.pdf

1、空間艙內(nèi)負責空間站精密作業(yè)除了需要多自由度的機械臂外，還需要設計五個高仿人程度的靈巧手指。布置在靈巧機械手每個手指指尖處與指間關節(jié)處的三維指尖力傳感器則實現(xiàn)上述功能，輔助靈巧機械手進行操作過程中的力柔順控制，保證空間作業(yè)順利進行。
　　本課題根據(jù)應用背景與技術指標，并在本實驗室多年研究多維力傳感器的理論與實驗基礎上，設計了一種新型的彈性體結構，即傳統(tǒng)的十字橫梁結構結合中心直梁結構，同時根據(jù)尺寸要求設計了底座與頂蓋。
　　借助

2、于有限元分析工具ANSYS對傳感器的彈性體結構進行靜態(tài)結構仿真，通過仿真分析優(yōu)化彈性體的結構尺寸，并確定彈性體結構與配件的尺寸參數(shù)與應變片最佳粘貼位置。
　　根據(jù)測量要求設計測量各方向力的應變橋路，將作用力變換成信號電壓。因為橋路的輸出十分微弱，需要對輸出信號進行放大和濾波，以收集穩(wěn)定的電壓信號。將放大后的信號通過NET2801構成的數(shù)據(jù)采集電路發(fā)送至上位機，數(shù)據(jù)采集軟件則用于執(zhí)行數(shù)據(jù)采集與實時顯示。
　　為提高傳感器的特性

3、與精度，設計了針對小型傳感器的標定設備，通過此裝置對傳感器采取加載標準砝碼的方式進行標定實驗。
　　詳細地討論了兩種解耦方法:基于維間耦合誤差和分段二階擬合建模的解耦算法與基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的靜態(tài)非線性解耦方法，并且針對標定數(shù)據(jù)比較了兩種算法的解耦精度，結果表明，算法1解耦精度達到2.101％，算法2解耦精度達到1.235％，所設計的指尖力傳感器與技術指標要求相符合，且算法2比算法1的去耦精度更高。
　　然后，根據(jù)得到的解耦系