【摘 要】
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该文首先简单介绍了现今应用较普遍的几种不同结构的腕力传感器,并以其中三种较为典型的结构,包括十字梁型、非径向三梁型和基于Stewart平台型作为该论文的研究对象.考虑到通
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该文首先简单介绍了现今应用较普遍的几种不同结构的腕力传感器,并以其中三种较为典型的结构,包括十字梁型、非径向三梁型和基于Stewart平台型作为该论文的研究对象.考虑到通过有限单元分析可以得到传感器弹性体变形时的应变,我们在对这三种六维腕力传感器的工作原理和弹性体受力变形进行了分析的基础上,提出了建立受力时弹性体的应变输出与传感器应检测到的六维力分量之间的关系,从而可实现应用有限元法对传感器进行静态标定.在对传感器工作情况有了一定了解的基础上,我们应用有限单元法对传感器弹性体进行静态受力分析,通过矩阵运算得到了应变和力分量之间的关系矩阵,并在静态工作情况下对这一矩阵进行了验证.对传感器进行了模态分析,得到了传感器在我们关心的六个方向上的振型和固有频率,并由此估算出进行瞬态分析所需的时间步长.在有限元分析软件中对传感器弹性体施加瞬态载荷(包括阶跃和冲击载荷),将时间域离散后计算出应变随时间变化的曲线,通过静态分析时得到的关系矩阵计算出传感器的六维力和力矩输出.对三种结构传感器的阶跃和冲击响应分别进行讨论,得出了传感器时域和频域的动态性能指标,并在三者之间做出了横向的比较.
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