機(jī)器人六軸腕力傳感器的開發(fā).pdf

1、在自動(dòng)化制造過程中，尤其是在機(jī)器人末端執(zhí)行器和作業(yè)環(huán)境的接觸過程中，機(jī)器人的精確操作和對(duì)工件的保護(hù)都需要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行力控制。處于對(duì)力控制的目的，六軸力/力矩傳感器（six-axis force/torque sensor）逐漸被大量使用去測(cè)量抓舉力的大小和方向。六軸腕力傳感器通常連接到機(jī)器人手腕，也就是在末端執(zhí)行器和機(jī)器人手臂之間。在這種情況下，需要把傳感器尺寸和和重量限制的很小，以便使安裝在機(jī)器人上的腕力傳感器的動(dòng)態(tài)效應(yīng)最小。主要研究

2、內(nèi)容如下：
　　首先，本文參考以往機(jī)器人腕力傳感器的研究成果，分析了多種傳感器設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了腕力傳感器的結(jié)構(gòu)；采用正交試驗(yàn)的方法，利用Abaqus對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及優(yōu)化；加工了傳感器的結(jié)構(gòu)。分析了過去的應(yīng)變片布置方案，根據(jù)其優(yōu)劣點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種新應(yīng)變片布置方案，利用Abaqus對(duì)粘貼點(diǎn)的單軸應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試，理論上驗(yàn)證了這種應(yīng)變片布置方案的輸過應(yīng)變完全解耦。
　　其次，參考相關(guān)文獻(xiàn)中十字梁傳感器的相關(guān)描述，利用鐵摩辛柯梁理論

3、對(duì)六軸力/力矩傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，并用Abaqus仿真計(jì)算了梁的應(yīng)變值，用有限元值和公式計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比。
　　再此，設(shè)計(jì)了六軸力/力矩傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)，采用兩級(jí)放大和一階有源低通濾波，信號(hào)采集卡采用stm32F103作為主處理器，加工制作了信號(hào)調(diào)理電路板，實(shí)現(xiàn)傳感器與上位機(jī)間的通信。采集傳感器的各路輸出信號(hào)，并對(duì)傳感器進(jìn)行了簡單標(biāo)定。
　　本文開發(fā)的新型六軸力/力矩傳感器樣品具有了靈敏度高、輸出信號(hào)耦合度低、產(chǎn)品制