柔性鉸并聯六維力傳感器誤差分析與實驗研究.pdf

1、近年來，基于柔性并聯機構的六維力傳感器以其較高的測量精度深受重視并得到了快速發(fā)展，但是在加工制造和工作過程會不可避免地由于自身原因使測力平臺產生形位誤差，嚴重影響著傳感器精度、線性度、靈敏度等靜態(tài)性能指標，使其難以滿足精確測量的工作環(huán)境。本課題結合工程實際，對柔性鉸6-UPUR六維力傳感器機構本身誤差因素進行探討，并開展靜態(tài)標定實驗進行驗證。主要的研究如下：
　　首先，運用Denavit-Hartenberg（以下簡稱D-H）建模

2、方法推導出傳感器加工制造誤差模型，并通過虛設運動副的方法將各個誤差源映射為四類D-H參數，并針對主要誤差源（測力平臺和固定平臺的半徑誤差，分支中間U副和下定位塊U副的兩運動軸線的間距誤差，單維力傳感器安裝誤差）運用蒙塔卡洛方法對其進行分析。
　　其次，基于Euler-Bernoulli梁理論和假設小變形理論，給出傳感器所應用的兩種R副的柔度矩陣，運用柔性串聯支路的變形疊加原理和并聯組合的變形協調條件，求取了傳感器整體剛度矩陣，構建

3、了標定變形誤差模型，借助有限元分析軟件ANSYS Workbench對傳感器進行靜力分析，得出由各維施加力的變化所引起的測力平臺形位變化，并與理論計算結果進行對比。
　　再次，給出基于并聯機構的六維力傳感器的力學模型，并對傳感器加工制造誤差和標定變形誤差進行綜合；給出傳感器精度和其它靜態(tài)性能指標的定義，并針對理想情況和計入各項誤差兩種情況下進行對比分析，得出誤差對傳感器靜態(tài)性能的影響。
　　最后，開展靜態(tài)標定實驗，得出由最小