组合式模块化六维力传感器

行业:航空、航天器及设备制造

成熟度:通过小试

项目简介

  六维力传感器能够测量空间三个方向的力和力矩的大小,因此在机器人传感器中,它是极其重要的一种传感器;在航空航天领域,六维力传感器用于飞行模拟器风洞试验以及直升机旋翼空气动力学测量,可实现空气动力载荷对飞行器的空间六维作用力的精确测量;此外,六维力传感器还广泛应用于精密装配,生物力学和医疗等领域,成为实现操作系统智能化的重要力觉感知装置。

  主要技术创新点:(1)结构创新:采用球窝锥头式球面副替代传统球面副,既能保持传统结构Stewart平台六维力传感器优点,同时极大克服或改善了其主要缺点。(2)理论创新:采用组合式模块化设计,建立了传感器数学模型,分析了其静态和动态性能指标,系统的进行了组合式模块化六维力传感器的理论研究。(3)研究创新:建立传感器的标定试验平台,开发了六维力传感器的信号采集和处理系统,进行了标定试验研究。

  技术参数:

  结构尺寸:φ170×90mm

  质量:1.5kg

  量程:100N/10N·m

  Ⅰ类误差:≤1%FS

  Ⅱ类误差:≤1%FS

  将传感器与并联机器人连接,搭建了机器人力控制实验平台,依据力反馈控制算法规划了控制流程并编写运动控制软件。利用该实验平台完成曲面跟踪和轴孔装配两种力反馈控制实验,实验结果表明该传感器具有较高的测量精度。