并联结构六维力传感器PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 六维力传感器研究概况 1

1.2.1 六维力传感器国外研究状况 1

1.2.2 六维力传感器国内研究状况 5

1.2.3 并联结构六维力传感器研究状况 7

1.3 六维力传感器的应用现状 10

1.3.1 力传感器在机器人中的应用 10

1.3.2 力传感器在工农业中的应用 11

1.3.3 力传感器在汽车领域中的应用 11

1.3.4 力传感器在航空航天中的应用 12

1.3.5 力传感器在生物力学和医疗中的应用 13

第2章 并联六维力传感器数学模型 15

2.1 引言 15

2.2 广义Stewart结构六维力传感器静态受力分析 15

2.3 Stewart结构六维力传感器静态数学模型 17

2.3.1 经典6/6型Stewart结构六维力传感器数学模型 17

2.3.2 双环型Stewart结构六维力传感器数学模型 19

2.3.3 6/3-3型Stewart结构六维力传感器数学模型 21

2.4 双层预紧式并联六维力传感器数学模型 23

2.4.1 双层多分支结构六维力传感器数学模型 23

2.4.2 双层七分支结构六维力传感器数学模型 24

第3章 并联式六维力传感器评价指标 27

3.1 引言 27

3.2 六维力传感器各向同性性能评价指标 27

3.2.1 各向同性理论分析 27

3.2.2 基于条件数的各向同性评价指标 28

3.2.3 力与力矩各向同性度指标 30

3.2.4 正向和逆向各向同性度指标 31

3.2.5 解耦性能约束条件 34

3.2.6 满足解耦性能约束条件的各向同性度指标 35

3.3 各向同性结构六维力传感器灵敏度分析 38

3.3.1 传感器各个分量的灵敏度分析 38

3.3.2 传感器综合灵敏度分析 41

3.4 各向同性的物理意义及其推广 43

第4章 并联六维力传感器各向同性解析分析 45

4.1 引言 45

4.2 经典6/6型Stewart结构力传感器各向同性解析分析 46

4.2.1 经典6/6型Stewart结构力传感器完全各向同性分析 46

4.2.2 经典6/6型Stewart结构力传感器各向同性度指标之间制约关系 46

4.2.3 经典6/6型Stewart结构力传感器各向同性综合性能分析 48

4.3 双环型Stewart结构力传感器各向同性解析分析 49

4.3.1 双环型Stewart结构力传感器各向同性性能分析 49

4.3.2 等杆长双环型Stewart结构力传感器各向同性解析分析 51

4.4 等杆长6/3-3型Stewart结构力传感器各向同性解析设计 53

4.4.1 等杆长6/3-3型Stewart结构力传感器各向同性解析表达式 53

4.4.2 各向同性解有效性及有效区间的确定 55

4.4.3 传感器各向同性设计数值实例 56

第5章 整体预紧式六维力传感器构型及其超静定分析 59

5.1 引言 59

5.2 整体预紧式多分支六维力传感器构型 59

5.2.1 球窝锥头式球面副 59

5.2.2 测量分支数目的确定 60

5.2.3 预紧式六维力传感器结构组成及其特点 62

5.3 整体预紧式六维力传感器超静定分析 64

5.3.1 传感器静力平衡方程求解 64

5.3.2 预紧式Stewart结构六维力传感器超静定分析 65

5.3.3 任意n-SS Stewart结构六维力传感器超静定受力分析 68

5.3.4 基于加权广义逆的预紧式六维力传感器超静定分析 70

5.4 预紧式六维力传感器结构稳定性分析 74

5.4.1 预紧力确定方法 74

5.4.2 传感器预紧力求取数值算例 78

第6章 并联式六维力传感器结构参数优化 83

6.1 引言 83

6.2 基于各向同性的六维力传感器结构参数优化 84

6.2.1 六维力传感器性能图谱研究 84

6.2.2 六维力传感器遗传算法优化 88

6.3 面向任务的六维力传感器结构参数优化 94

6.3.1 面向任务的六维力传感器优化准则 95

6.3.2 面向任务的六维力传感器优化流程 95

6.3.3 六维力传感器结构优化实例 96

第7章 整体预紧式六维力传感器结构设计与样机研制 100

7.1 引言 100

7.2 大量程超静定六维力传感器结构设计与样机研制 101

7.2.1 传感器设计整体思路 101

7.2.2 传感器结构位形的确定 102

7.2.3 预紧支路设计 102

7.2.4 分支杆设计 104

7.2.5 传感器整体结构模型 105

7.2.6 关键零部件的校核 106

7.2.7 大量程超静定六维力传感器样机 107

7.3 双层预紧式六维力传感器结构设计与样机研制 108

7.3.1 测量分支结构设计 108

7.3.2 传感器整体结构设计 110

7.3.3 数据采集系统设计与开发 111

7.3.4 双层预紧式六维力传感器样机 112

第8章 六维力传感器静态标定研究 113

8.1 引言 113

8.2 六维力传感器标定系统设计 113

8.2.1 大量程超静定六维力传感器静态标定系统 113

8.2.2 双层预紧式六维力传感器静态标定系统 117

8.3 六维力传感器静态标定理论研究 124

8.3.1 六维力传感器综合静态性能评价指标 124

8.3.2 六维力传感器非线性静态标定研究 128

8.4 六维力传感器静态标定实验 130

8.4.1 静态标定步骤 130

8.4.2 大量程超静定六维力传感器静态标定实验 131

8.4.3 双层预紧式六维力传感器静态标定实验 134

第9章 六维力传感器动态标定 137

9.1 引言 137

9.2 预紧式六维力传感器振动力学理论分析 138

9.2.1 单分支振动力学方程 138

9.2.2 传感器振动力学方程 139

9.2.3 传感器系统运动微分方程求解 141

9.2.4 双层预紧式传感器运动微分方程求解实例 144

9.3 六维力传感器动态性能仿真研究 147

9.3.1 基于ANSYS的大量程超静定六维力传感器动态特性仿真 147

9.3.2 基于ADAMS的双层预紧式六维力传感器动态特性仿真 150

9.4 六维力传感器动态标定实验研究 152

9.4.1 大量程超静定六维力传感器动态标定实验 153

9.4.2 双层预紧式六维力传感器动态标定实验 157

第10章 六维力传感器的力控制理论与实验研究 161

10.1 引言 161

10.2 典型力控制模型与算法研究 162

10.2.1 六维力传感器检测的局限性 162

10.2.2 曲面跟踪运动力控制算法研究 164

10.2.3 轴孔装配力控制算法研究 168

10.3 典型力控制实验研究 171

10.3.1 基于六维力传感器的力控制机器人系统组成 171

10.3.2 控制系统软件开发 172

10.3.3 曲面跟踪力控制实验研究 174

10.3.4 轴孔装配力控制实验研究 176

参考文献 179