文档介绍：燕山大学
硕士学位论文
Stewart平台六维力传感器及其标定系统的设计
姓名:崔勇
申请学位级别:硕士
专业:机械设计制造及自动化
指导教师:金振林
20060201
摘要本文主要研究了教Υǜ衅鞯南低匙槌杉案髯槌刹糠的设计、六维力传感器的静态标定系统设计,以及六维力传感器在虚拟机器人运动控制系统中的应用。研究教Υǜ衅鞯木蔡P褪茄芯科湫阅苤副甑基础。研究了教Υǜ衅鞯木蔡P停治隽耸┘釉教Υǜ衅魃系牧τ胩诘愿松系挠Ρ淦挠Ρ渲涞转换关系。介绍了教Υǜ衅鞯南低匙槌伞7治隽薙平台六维力传感器力敏元件的结构设计准则,提出了一种“先粗加工后精加工”优化设计方法,并运用该优化设计方法设计了一种机器人腕用六维力传感器的力敏元件的结构。开发了一个软件,用来观察多个设计参数在一定范围内的变化对多个性能指标的影响曲线。研究了六维力传感器的静态标定方法,介绍了六维力传感器的静态标定系统组成,设计了六维力传感器的静态标定步骤。设计了用于标定过程中对六维力传感器的六路电压信号进行采集并分析处理的软件。以六维力传感器作为六维运动控制器,开发了虚拟机器人运动控制系统。介绍了虚拟机器人运动控制系统的设计原理并给出了具体设计实例。本文的研究成果对教Υǜ衅鞯纳杓品椒ê陀τ玫慕一步研究具有参考价值。关键词教ǎ涣Υǜ衅鳎桓飨蛲裕涣槊舳龋痪蔡甓
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导师签名:毓岁作者签名:荏旁作者签字往宕燕山大学硕士学位论文原创性声明燕山大学硕士学位论文使用授权书日期:—彤年多月,,日同期:不保密回。本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文教Υǜ器及其标定系统的设计》,是本人在导师指导下,在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。日期:,。占年多月矿目平台六维力传感器及其标定系统的设计》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有,本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。保密口,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭
第滦髀概述机器人是一种高度灵活的自动化机械,能够代替人从事多类工作。机器人技术研究的一个主要目的就是使其能够代替人劳动,能够灵活自如地完成人能完成或者难以完成的任务。机器人技术的出现和发展不但使传统的工业生产发生根本性的变化,而且对人类的社会生活也产生了深远的影Ⅱ向。机器人传感器则是为适应机器人技术的发展于世纪年代开始发展起来的,它是一类专门用于机器人技术方面的新型传感器。通常,机器人传感器分为内部传感器和外部传感器两类。内部传感器包括位置传感器、速度传感器、温度传感器和平衡传感器等,用于测量运动学和动力学参数,其提供的信息用于控制机器人的位置、速度、加速度等。外部传感器包括视觉、触觉、听觉、冷热觉、味觉和嗅觉等,其功能是感知环境的变化,其提供的信息用于修改操作程序、检查产品质量、抓取物体、控制操作等等。其中视觉和广义触觉传感器可以用来检测机器人和物体之间的相互关系。视觉传感器用来进行大范围的宏观判断,而触觉传感器用来进行操作过程中的微观判断。力觉传感器是广义传感器的一种,用来感知机器人手指、肢体、关节等在工作和运动中所承受的广义力力矩枰跃龆ㄗ陨碓硕绞交蛲撇獗徊僮鞫韵蟮闹亓康取A醮ǜ衅靼其所在位置的不同分为三种形式:支座力传感器、腕力传感器和指力传感器。自从世纪年代以来,机器人关节用六维力传感器成为国内外学者研究的热点课题,发明了多种六维力传感器。在机器人力传感器研究中,力敏元件的结构设计是核心关键问题,因为结构在一定程度上决定了传感器性能的优劣。并联结构的对称性和结构紧凑等优点使其特别适合作为多维力传感器力敏结构元件。
六维力传感器国内外发展状况在国外,。该结构的显著特点是结构极其简单,承载能力强,抗冲击性能好,但维间耦合严重,灵敏度低。年,美国大学的设计了一种盒式结构六维力传感器辏拦鶶芯克杓了筒形的六维力传感器,用于风洞测力实验。应变片分别贴在变形表面的两个对称表面上,每个变形元件上的应变片组成一个电路,传感器的八个变形元件分别对应于八组相应的电桥。该传感器具有线性好、重复性高和较小的滞后性,并且对温度有