刘琬钰, 王志军, 田雪珂, 崔建国, 李占贤

(华北理工大学 机械工程学院，河北 唐山 063009)



基于时间函数的并联六维力传感器量程设计*

刘琬钰, 王志军, 田雪珂, 崔建国, 李占贤

(华北理工大学 机械工程学院，河北 唐山 063009)

针对并联六维力传感器设计与制造过程中面临的解耦计算复杂、量程确定困难、实用性不强等问题，应用螺旋理论，推导了其受六维外力向测量分支反作用力的映射矩阵；基于工程实际，提出并建立了并联六维力传感器测量分支作用反力的时间函数模型；提出了一种在特定工作环境下测量分支量程的确定方法。以Stewart并联结构为例，针对曲面打磨作业，确定了其测量分支的量程，验证了时间函数模型的正确性和可行性。研究内容对提高并联结构六维力传感器的工程应用性有重要的实践价值。

六维力传感器; 测量分支; 时间函数; 量程

0　引　言

六维力传感器由于能够检测空间力/力矩信息而在机器人、航空航天等高新技术领域有着迫切的需求[1～3]。

并联结构在六维力传感器设计中广为应用[4,5]。并联六维力传感器测量分支的优化设计是提高其实用性的重要途径。各向同性是目前普遍认可的优化准则[2，6]。当传感器结构满足该准则时获得的平均信息量最大[7]，但这并不能说明传感器满足某特定工作下的测量要求。为使传感器满足各方向上的测量需求，王航等人提出了任务模型[8]。但任务模型会受某些结构的限制，其设定的任务条件可能影响结构稳定性，使优化过程不易实现。……