Design och forskning av en ny typ av högprecisionskraftsensor med sex axlar

2025-03-01

Traditionella enaxliga kraftsensorer kan inte längre tillgodose behoven hos modern produktion och teknik. Sexaxliga kraftsensorer lockar alltmer uppmärksamheten hos många forskare. Sexaxliga kraftsensorer kan mäta krafter och vridmoment i sex riktningar samtidigt och används i stor utsträckning inom maskiner, robotarmar, flyg, biomedicin och andra områden. De sexaxliga kraftsensorerna som för närvarande studeras har dock generellt många problem. Sensorer med hög precision och hög känslighet behövs omgående för vidare forskning. Denna artikel kombinerar teoretisk analys, finita element-simulering och simuleringsexperiment och optimerar sensorns struktur på basis av befintlig sensorforskning. En ny typ av högprecisionskraftsensor med sex axlar föreslås. Det huvudsakliga forskningsinnehållet inkluderar:

1. Efter en djupgående analys av sensorns olika prestanda och utforskande av lagen om förändringar i sensorprestanda med sensorgeometriska parametrar. En ny typ av sammansatt balktyp med sex-axlig kraftsensorstruktur föreslås. Sensorn har en enkel struktur, tydlig deformation och enkel manövrering av patchpositionen. Det ortogonala testet och simuleringsmetoderna för finita element används för att bestämma storleksparametrarna för sensorn.

2. Använd abaqus analysmjukvara för att bygga sensormodellen och utför statisk och dynamisk analys på sensorn. Töjningsfördelningen av sensorn under den externa kraftbelastningen och den naturliga frekvensen för de första sex beställningarna av sensorn erhålls. Resultaten visar att sensorn har god linjäritet.

3. Baserat på grundprincipen för Whits surge cup, bestäm layouten för den sexdimensionella kraftsensorn. Baserat på analysresultaten av finita elementmetoden, bestäm deformationsområdet för den elastiska kroppen, kombinera skalan på sensorstrukturen och utför en rimlig layout på den. Och öka uteffekten på lämpligt sätt och minska det interdimensionella kopplingsproblemet för den sexdimensionella kraftsensorn på lappen.

4. Utveckla en speciell kalibreringsanordning för sensorn. Utforma en uppsättning speciella sensorkalibreringsanordningar enligt sensorns struktur och form. Enligt resultaten från simuleringsexperimentet är sensorn frånkopplad. Använd kvadratmetoden och BP-neurala nätverksmetoden för att beräkna förhållandet mellan dem och slutföra kalibreringsstudien av sensorn. Studien visar att BP-neurala nätverksmetoden har en bättre frikopplingseffekt.

RELATED NEWS