仿人機(jī)器人用安全型六維力傳感器設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、仿人機(jī)器人在行走過(guò)程中，在其腳部安裝的六維力傳感器裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出機(jī)器人與外界環(huán)境之間的作用力信息。然而，現(xiàn)有傳感器裝置在測(cè)量過(guò)程中通常存在力耦合問(wèn)題，這降低了傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和力信號(hào)的測(cè)量精度，另外，還存在承載能力不足和無(wú)安全保護(hù)措施等問(wèn)題。本文針對(duì)一種仿人機(jī)器人用六維力傳感器裝置，綜合考慮承載能力、結(jié)構(gòu)剛度和安全保護(hù)等因素，設(shè)計(jì)了傳感器機(jī)械本體結(jié)構(gòu)、信號(hào)處理系統(tǒng)和標(biāo)定加載方案。
　　設(shè)計(jì)了六維力傳感器的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)。將三

2、組彈性梁與兩個(gè)圓柱形導(dǎo)力桿通過(guò)點(diǎn)接觸和線(xiàn)接觸方式組合在一起，使三組彈性梁的變形彼此不受影響，三個(gè)分力相互獨(dú)立，從結(jié)構(gòu)原理上直接消除了力耦合。在結(jié)構(gòu)中設(shè)置安全擋塊，實(shí)現(xiàn)了過(guò)載安全保護(hù)功能，通過(guò)合理選用彈性梁材料，提高了傳感器的承載能力。
　　根據(jù)加載時(shí)各彈性應(yīng)變梁受力方式的不同，確定了電阻應(yīng)變片的布片方案和傳感器對(duì)力信息的檢測(cè)原理，建立了應(yīng)變電橋輸出電壓與彈性梁受力的關(guān)系表達(dá)式。
　　設(shè)計(jì)了六維力傳感器信號(hào)處理系統(tǒng)。采用DSP