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航天机器人用六维力传感器信号处理系统研究 被引量:8
1
作者 高理富 葛运健 +2 位作者 王国泰 朱永亮 宋宁 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2001年第7期16-17,19,共3页
介绍航天机器人用六维腕力传感器信号处理系统的硬件、软件构成。由于航天机器人的特殊要求 ,设计的信号处理系统具有高精度、高可靠性、通讯和数据处理速度快等特点 。
关键词 航天机器人 六维腕力传感器 信号处理系统 DSP
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六维力传感器设计与实验数据分析 被引量:6
2
作者 桂树国 常礼 +3 位作者 马成学 曹会彬 孙玉香 高理富 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第11期7-10,共4页
文中系统论述了一种六维力传感器的结构设计与分析过程,设计了该传感器的结构,采用有限元分析方法,分析了敏感区域的弹性形变量,确定了最佳敏感位置,解决了传感器敏感单元的贴片位置问题。由于该传感器要作为传动部件,因此分析和计算了... 文中系统论述了一种六维力传感器的结构设计与分析过程,设计了该传感器的结构,采用有限元分析方法,分析了敏感区域的弹性形变量,确定了最佳敏感位置,解决了传感器敏感单元的贴片位置问题。由于该传感器要作为传动部件,因此分析和计算了扭转刚度,验证了结构设计的可行性。并以My方向的实验数据分析其重复性、线性度和耦合性,结果满足设计要求。文中对六维力传感器的设计和分析过程对一般传感器具有借鉴作用。 展开更多
关键词 六维力传感器 结构设计 重复性 线性度 耦合 解耦
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六维大力传感器测量原理研究
3
作者 林盛 刘巍 +1 位作者 王永青 贾振元 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期522-527,共6页
针对巨型重载操作机六维大力测量的难题,提出了一种并联六维大力测量的方法,即采用Stewart结构与重型操作机械手手臂并联的方式,将机械手臂所受六维大力的小部分分载于Stewart结构的六杆,并对传感器进行力学解耦,进而实现六维大力值的测... 针对巨型重载操作机六维大力测量的难题,提出了一种并联六维大力测量的方法,即采用Stewart结构与重型操作机械手手臂并联的方式,将机械手臂所受六维大力的小部分分载于Stewart结构的六杆,并对传感器进行力学解耦,进而实现六维大力值的测量.给出了六维大力传感器的仿真实例,并分析了传感器重要参数对分载能力的影响.实例表明:增大分载梁半径和减小上平台厚度都会提高分载能力,尤其分载梁半径对分载能力影响较大.为六维大力传感器的进一步优化设计提供了一定的理论依据,且最终验证了该测量方法的合理性和有效性. 展开更多
关键词 六维大力 分载 STEWART结构 传感器
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一种新型水下机器人用六维腕力传感器 被引量:15
4
作者 崔维娜 王巍 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期388-390,共3页
本文提出了一种新型水下作业机械手用六维腕力传感器。该传感器具有结构简单 ,易于加工、密封和水压力补偿的特点。文中介绍了该传感器的机械结构、弹性体的力学模型和力—变形转换矩阵。文章最后对设计的腕力传感器进行了标定 ,获得了... 本文提出了一种新型水下作业机械手用六维腕力传感器。该传感器具有结构简单 ,易于加工、密封和水压力补偿的特点。文中介绍了该传感器的机械结构、弹性体的力学模型和力—变形转换矩阵。文章最后对设计的腕力传感器进行了标定 ,获得了传感器的转换矩阵 。 展开更多
关键词 水下机器人 六维腕力传感器 水下作业
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机器人腕力传感器辩识建模与动态补偿 被引量:13
5
作者 徐科军 陶有军 邹锦 《计量学报》 CSCD 1994年第2期138-142,共5页
把系统辨识、数字仿真和动态补偿有机地结合在一起,形成分析、改善传感器动态特性的完整方法,具体应用于机器人腕力传感器的研究中,证明了此方法的有效性。
关键词 传感器 系统辨识 动态补偿 机器人
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基于Stewart结构六维大力传感器的性能分析及结构优化 被引量:13
6
作者 贾振元 褚宏飞 +2 位作者 刘巍 林盛 卢晓红 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期341-346,共6页
针对基于Stewart结构新型六维大力传感器在结构设计时存在诸多性能指标难以均衡的问题,对传感器的结构几何参数与其性能的关系进行了分析。依据基于Stewart结构六维大力传感器的测量原理,建立了传感器测量精度与一阶静力影响系数矩阵条... 针对基于Stewart结构新型六维大力传感器在结构设计时存在诸多性能指标难以均衡的问题,对传感器的结构几何参数与其性能的关系进行了分析。依据基于Stewart结构六维大力传感器的测量原理,建立了传感器测量精度与一阶静力影响系数矩阵条件数的关系模型。通过分析力及力矩一阶静力影响系数矩阵和力及力矩柔度矩阵,揭示了传感器的各向同性指标、灵敏度及其各向同性指标与其结构参数之间的相互关系。并通过图谱优化方法和遗传算法对新型六维大力传感器的结构参数进行了优化。其分析结果将为六维大力传感器的结构设计提供有效的参考。 展开更多
关键词 六维大力传感器 力各向同性 力矩各向同性 图谱分析
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用有限元法对腕力传感器弹性体的力学分析 被引量:7
7
作者 张洁 黄惟一 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2003年第3期33-35,共3页
用有限元法对六维腕力传感器的弹性体进行分析,包括建立模型、划分网格以及单维力和力矩的加载求解;提取关键点处应变,由线性变换得到六路输出,并计算输出与载荷之间的关系(即传递矩阵)。最后通过对弹性体施加多维力和力矩对传递矩阵进... 用有限元法对六维腕力传感器的弹性体进行分析,包括建立模型、划分网格以及单维力和力矩的加载求解;提取关键点处应变,由线性变换得到六路输出,并计算输出与载荷之间的关系(即传递矩阵)。最后通过对弹性体施加多维力和力矩对传递矩阵进行了验证。 展开更多
关键词 六维腕力传感器 有限元法 弹性体 传递矩阵
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十字梁结构六维腕力传感器标定研究 被引量:4
8
作者 雷运洪 吴平东 +2 位作者 王建新 马树元 陈之龙 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期34-37,共4页
分析了十字梁结构六维腕力传感器标定存在的问题,试验表明直接采用传统的最小二乘标定方法存在无法正确解耦或解偶精度低的问题。为此提出了基于径向基函数神经网络的标定方法。试验结果表明:与最小二乘法标定结果相比,该方法可以将... 分析了十字梁结构六维腕力传感器标定存在的问题,试验表明直接采用传统的最小二乘标定方法存在无法正确解耦或解偶精度低的问题。为此提出了基于径向基函数神经网络的标定方法。试验结果表明:与最小二乘法标定结果相比,该方法可以将解耦精度提高一个数量级;与基于BP神经网络标定结果相比,该方法有较快的收敛速度。 展开更多
关键词 计量学 六维腕力传感器 神经网络 标定
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基于MSVR的六维腕力传感器静态解耦算法 被引量:3
9
作者 茅晨 高翔 +1 位作者 徐国政 宋爱国 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2019年第4期736-743,共8页
针对维间耦合会影响六维腕力传感器测量精度的问题,提出了基于多输出支持向量回归机(Multi-output support vector regression,MSVR)的解耦算法。以实验室研制的六维腕力传感器为例进行静态标定实验,使用基于MSVR的解耦算法以及传统的... 针对维间耦合会影响六维腕力传感器测量精度的问题,提出了基于多输出支持向量回归机(Multi-output support vector regression,MSVR)的解耦算法。以实验室研制的六维腕力传感器为例进行静态标定实验,使用基于MSVR的解耦算法以及传统的基于最小二乘求解标定矩阵的解耦算法对标定数据进行处理分析。实验结果表明,本文提出的解耦算法稳定可靠,能有效抑制维间耦合的干扰,具有较高的解耦精度。 展开更多
关键词 维间耦合 六维腕力传感器 多输出支持向量回归机 解耦算法
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基于并联六自由度的广义力标定装置 被引量:2
10
作者 尹瑞多 王宣银 +1 位作者 刘荣 李强 《机床与液压》 北大核心 2006年第8期1-2,47,共3页
输出或检测六维力的大小及其精度是一些并联六自由度机构的重要性能指标,这些机构包括并联六自由度平台、Stewart六维力传感器及并联六自由度机床等装置。目前,能系统地检测这些装置性能指标的标定装置还不多见。本文讨论一种能对并联... 输出或检测六维力的大小及其精度是一些并联六自由度机构的重要性能指标,这些机构包括并联六自由度平台、Stewart六维力传感器及并联六自由度机床等装置。目前,能系统地检测这些装置性能指标的标定装置还不多见。本文讨论一种能对并联六自由度机构进行广义加载并能对Stewart六维力传感器及其它多维力传感器进行静态标定的标定装置,本装置具有结构比较简单、操作方便、制造成本低等优点。 展开更多
关键词 并联机构 广义加载 Stewart六维力传感器
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超静定六维力传感器静定测量模型及标定方法 被引量:25
11
作者 姚建涛 李立建 +1 位作者 许允斗 赵永生 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1927-1933,共7页
针对一种预紧式超静定Stewart结构六维力传感器,通过综合考虑传感器的整体刚度和分支杆变形的位移协调关系,以简洁的解析表达式推导得到了包含中间预紧分支作用的广义外力与6个测量分支轴向力之间的全映射关系,建立了超静定六维力传感... 针对一种预紧式超静定Stewart结构六维力传感器,通过综合考虑传感器的整体刚度和分支杆变形的位移协调关系,以简洁的解析表达式推导得到了包含中间预紧分支作用的广义外力与6个测量分支轴向力之间的全映射关系,建立了超静定六维力传感器的静定测量模型,并提出一种超静定六维力传感器的静定标定方法,进行了标定实验及测试研究。研究内容为解决超静定并联式结构的六维力传感器受力分析提供了新的途径,同时为超静定结构六维力传感器的标定研究奠定了理论和实验基础。 展开更多
关键词 六维力传感器 预紧式超静定 静定测量模型 静定标定 误差评价
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六维力/力矩传感器静态解耦算法的研究与应用 被引量:25
12
作者 茅晨 宋爱国 +1 位作者 高翔 徐国政 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期205-210,共6页
维间耦合是影响多维力/力矩传感器测量精度的一个主要因素。介绍了六维力/力矩传感器维间耦合的基本原理,在研究基于求解矩阵广义逆的静态解耦算法的基础上,提出了基于耦合误差建模的静态解耦算法。以实验室研制的六维力/力矩传感器为... 维间耦合是影响多维力/力矩传感器测量精度的一个主要因素。介绍了六维力/力矩传感器维间耦合的基本原理,在研究基于求解矩阵广义逆的静态解耦算法的基础上,提出了基于耦合误差建模的静态解耦算法。以实验室研制的六维力/力矩传感器为例进行标定实验,用两种解耦算法对其进行解耦计算。实验结果证明基于耦合误差建模的静态解耦算法的有效性。 展开更多
关键词 维间耦合 六维力/力矩传感器 耦合误差模型 静态解耦算法
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机器人六维力传感器研究概况及发展预测 被引量:16
13
作者 姚智慧 张付祥 《广东自动化与信息工程》 2002年第3期7-9,13,共4页
随着机器人技术的飞速发展,机器人六维力传感器越来越多的得到广泛的应用。本文对机器人六维力传感器的研究概况及影响因素作了简要概述,并对未来机器人六维力传感器的发展方向作了预测。
关键词 机器人 六维力传感器 发展预测 光学传感器 力学分析
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大量程预紧式六维力传感器及静态标定研究 被引量:21
14
作者 姚建涛 侯雨雷 +2 位作者 牛建业 陈捷 赵永生 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1233-1239,共7页
提出一种新型的基于6/3-3Stewart结构的大量程预紧式六维力传感器,介绍了传感器的结构特点和测量原理。假设传感器为线性系统的情况下,研究超静定受力状态下的静态标定原理,并给出两种求解标定矩阵的标定方案。为了改善维间耦合和制造... 提出一种新型的基于6/3-3Stewart结构的大量程预紧式六维力传感器,介绍了传感器的结构特点和测量原理。假设传感器为线性系统的情况下,研究超静定受力状态下的静态标定原理,并给出两种求解标定矩阵的标定方案。为了改善维间耦合和制造误差等因素带来的非线性影响,利用误差反传算法和径向基函数神经网络,研究传感器的非线性静态标定方法。最后对传感器样机进行静态标定实验,给出了4种标定方案的实验结果并进行比较。标定结果表明该六维力传感器具有较好的测试精度,4种方法有效地解决了预紧式传感器超静定受力而带来的标定难题。 展开更多
关键词 STEWART平台 六维力传感器 预紧 超静定 标定
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大量程柔性铰六维力传感器静态解耦的研究 被引量:18
15
作者 石中盘 赵铁石 +2 位作者 厉敏 赵延治 丁长涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1062-1069,共8页
为提高大量程六维力传感器的测量精度,提出了一种新型的六维力传感器非线性静态解耦方法,该方法结合混合递阶遗传算法和小波神经网络的优点,采用递阶遗传算法与最小二乘法分别对小波神经网络隐层结构参数以及输出层权值进行优化,再将优... 为提高大量程六维力传感器的测量精度,提出了一种新型的六维力传感器非线性静态解耦方法,该方法结合混合递阶遗传算法和小波神经网络的优点,采用递阶遗传算法与最小二乘法分别对小波神经网络隐层结构参数以及输出层权值进行优化,再将优化后的小波神经网络模型用于六维力传感器非线性解耦。建立了基于混合递阶遗传算法和优化小波神经网络的六维力传感器非线性解耦模型,设计了基于混合递阶遗传算法的小波神经网络结构及参数优化算法,给出了六维力传感器非线性解耦的具体实现流程。以最新研制的6-UPUR大量程柔性铰六维力传感器为对象进行实验,结果表明,采用该方法六维力传感器的Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别为1.25%和2.59%,比采用BP和RBF神经网络方法的测量精度高。 展开更多
关键词 六维力传感器 大量程 静态解耦 混合递阶遗传算法 小波神经网络
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基于极大似然估计的工业机器人腕部6维力传感器在线标定 被引量:16
16
作者 刘运毅 黎相成 +3 位作者 黄约 唐明福 秦德茂 农真 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期216-221,231,共7页
针对工业机器人实时监测腕部工具工作受力情况的需求,提出了基于极大似然估计的在线标定算法.首先,在机器人末端工具的活动负载部分安装6维力传感器,并实时采集力与力矩数据以及机器人工具运动轨迹.然后,考虑到不同运行速度下运动振动... 针对工业机器人实时监测腕部工具工作受力情况的需求,提出了基于极大似然估计的在线标定算法.首先,在机器人末端工具的活动负载部分安装6维力传感器,并实时采集力与力矩数据以及机器人工具运动轨迹.然后,考虑到不同运行速度下运动振动的干扰,根据系统力学关系求解工具重心坐标、机器人安装倾角、力传感器零点以及负载重力.最后,在10 mm/s~1000 mm/s不同速度条件下进行实验,分析求解结果的一致性,并与最小二乘法进行对比.对比结果显示基于极大似然估计可以把工具重心平均标准差从0.67 mm降到0.23 mm,力零点标准差从0.73 N降到0.27 N,力矩零点标准差从0.29 N·m降到0.05 N·m.实验结果表明极大似然估计能有效抵抗机器人高速运动引起的干扰,可以应用于机器人高速运动情况下的实时在线零点标定. 展开更多
关键词 重力补偿 在线标定 6维力传感器 工业机器人 极大似然估计
原文传递
高灵敏度大量程六维力传感器设计 被引量:16
17
作者 韩康 陈立恒 +2 位作者 李行 夏明一 吴清文 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期61-69,共9页
为满足空间在轨组装望远镜地面装配试验的相关需求,综合考虑六维力传感器的量程、刚度和灵敏度等因素,设计了一种高灵敏度大量程六维力传感器。首先对经典十字梁六维力传感器进行数学建模,通过对比各通道单独作用时,应变梁表面应变和弹... 为满足空间在轨组装望远镜地面装配试验的相关需求,综合考虑六维力传感器的量程、刚度和灵敏度等因素,设计了一种高灵敏度大量程六维力传感器。首先对经典十字梁六维力传感器进行数学建模,通过对比各通道单独作用时,应变梁表面应变和弹性体变形刚度的数学表达式,提出一套提高传感器灵敏度的改进方案;然后对传感器结构进行详细设计,并通过传感器的有限元仿真验证结构方案可行性;最后,对六维力传感器进行加工与标定,得到传感器线重复性误差小于0.33%FS,力通道测量灵敏度大于0.83 mV/V,力矩通道测量灵敏度大于2.6 mV/V。该六维力传感器各项性能优良,目前已应用于在轨组装望远镜地面实验当中。 展开更多
关键词 六维力传感器 刚度 灵敏度 最小二乘法标定 维间耦合
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预紧式Stewart结构六维力/力矩传感器 被引量:16
18
作者 赵磊 刘巍 巩岩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2954-2962,共9页
针对六维力/力矩传感器测量量程受限问题,提出一种具有分载测量功能的预紧式Stewart结构六维力/力矩传感器。首先,对比传统Stewart结构力/力矩传感器,阐述了预紧式六维力/力矩传感器的结构特点和测量原理。然后,完成了预紧式Stewart结... 针对六维力/力矩传感器测量量程受限问题,提出一种具有分载测量功能的预紧式Stewart结构六维力/力矩传感器。首先,对比传统Stewart结构力/力矩传感器,阐述了预紧式六维力/力矩传感器的结构特点和测量原理。然后,完成了预紧式Stewart结构六维力/力矩传感器的结构设计。建立了传感器的有限元模型,对模型进行了模态分析,得到了传感器的前五阶固有频率和振型,并确定了传感器的工作带宽为0~204Hz。最后,研究了传感器的静态标定原理,并对传感器进行了静态标定实验,得到了传感器的标定实验解耦矩阵。实验结果表明,该预紧式Stewart结构六维力/力矩传感器的测力量程为0~3 000N,测力矩量程达0~300N.m,测量精度优于实际值的7.5%。传感器能够满足空间六维力/力矩的测量,具有量程大、解耦计算简单、安装调试方便等优点。 展开更多
关键词 Stewart并联结构 六维力/力矩传感器 解耦矩阵
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六维力传感器静态标定系统误差分析 被引量:16
19
作者 付立悦 宋爱国 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期295-299,共5页
介绍了六维力传感器静态标定系统的构成,分析了标定系统的误差来源,建立了综合误差模型,并针对该误差模型提出了减小误差、提高测量精度的措施。分析结果表明,该静态标定系统的MZ通道的满量程误差为2. 48%,其余通道均在2%以下。加载力... 介绍了六维力传感器静态标定系统的构成,分析了标定系统的误差来源,建立了综合误差模型,并针对该误差模型提出了减小误差、提高测量精度的措施。分析结果表明,该静态标定系统的MZ通道的满量程误差为2. 48%,其余通道均在2%以下。加载力的方向偏差是六维力传感器标定系统误差的主要来源,标定时应该使用高精度的方向校准设备,减小力的加载误差。 展开更多
关键词 计量学 六维力传感器 误差模型 静态标定 满量程精度
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六维力传感器静态解耦算法及静态标定的研究 被引量:15
20
作者 武秀秀 宋爱国 王政 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期851-856,共6页
耦合误差严重影响着六维力传感器的精度,标定试验的准确性对提高六维力传感器的精度也是必不可少的。针对传感器输出电压正负方向拟合函数不同提出了一种基于耦合误差和分段拟合建模的六维力传感器解耦算法。用十字梁结构的传感器进行... 耦合误差严重影响着六维力传感器的精度,标定试验的准确性对提高六维力传感器的精度也是必不可少的。针对传感器输出电压正负方向拟合函数不同提出了一种基于耦合误差和分段拟合建模的六维力传感器解耦算法。用十字梁结构的传感器进行标定试验,将得到的标定数据应用于解耦算法中。通过标定数据验证了基于耦合误差和分段拟合的静态解耦算法性能的优越性。 展开更多
关键词 六维力传感器 静态解耦算法 标定 分段拟合
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