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一种六维力传感器现场校准方法的研究
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作者 谢若龑 龚振华 张懿 《工业计量》 2019年第2期8-11,共4页
六维力传感器是一种用于监控被测对象所受力和力矩的复合传感器,大量工厂、检测机构、科研院所开始使用带有六维力传感器的大型设备,这些设备面临难以送检、需要现场校准的难题。原有六维力传感器检测装置占地庞大,设备沉重,无法随身携... 六维力传感器是一种用于监控被测对象所受力和力矩的复合传感器,大量工厂、检测机构、科研院所开始使用带有六维力传感器的大型设备,这些设备面临难以送检、需要现场校准的难题。原有六维力传感器检测装置占地庞大,设备沉重,无法随身携带,故设计了一种六维力传感器现场检测装置,并根据该装置的特点研究了一套标定、校准方法,以满足检测服务需要。 展开更多
关键词 传感器 维力传感器 检测装置 现场校准
六维力传感器静/动态性能指标综述 预览
2
作者 谷向飞 孙松梅 《机械工程与自动化》 2019年第2期224-226,共3页
首先简单介绍了六维力传感器,然后介绍了传感器常用的一些静/动态性能指标,并对几个关键性能指标进行了简要的分析说明,最后对传感器各项指标进行了总结和研究展望。
关键词 维力传感器 静态性能指标 动态性能指标
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垫圈式压电六维力传感器静态灵敏度解析 预览
3
作者 刘俊 徐军领 +3 位作者 李敏 秦岚 刘京诚 张登卓 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期901-910,共10页
为实现基于垫圈式压电六维力传感器灵敏度指标的多结构参数设计与优选,必须开展传感器的静态灵敏度解析数学模型研究。首先,分析了传感器的结构特点和工作原理,根据载荷在传感器内部的传递路径推导其静态灵敏度解析数学模型;然后,使用... 为实现基于垫圈式压电六维力传感器灵敏度指标的多结构参数设计与优选,必须开展传感器的静态灵敏度解析数学模型研究。首先,分析了传感器的结构特点和工作原理,根据载荷在传感器内部的传递路径推导其静态灵敏度解析数学模型;然后,使用解析数学模型和基于ANSYS软件的数值模型对9组不同结构参数模型分别进行了解析计算和数值模拟,在运用统计学理论对两种方法得到的结论进行分析的基础上,验证了解析数学模型的有效性;最后,引入正交试验,结合解析数学模型研究了多个结构参数对传感器灵敏度的影响规律,优选了传感器结构参数并研制了实验样机,完成了静态灵敏度标定实验。研究结果表明:垫圈式压电六维力传感器的解析数学模型与数值模型之间的综合相关系数为0.988;实验原型相对于解析数学模型和数值模型的平均载荷传递系数分别为0.73和0.75;解析数学模型、数值模型和实验原型的综合各向同性度分别为0.71,0.71和0.67,3种模型对传感器的灵敏度研究结论一致。以解析数学模型为基础的正交试验可实现对该类传感器的多参数主动设计和优选。 展开更多
关键词 维力传感器 灵敏度 解析数学模型 正交试验
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分流式柔性铰六维力传感器刚度分析与结构优化 预览
4
作者 王永立 路懿 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期419-426,共8页
针对目前已有六维力传感器的不足,基于并联机构设计了一种分流式柔性铰六维力传感器。阐述了传感器的结构,通过等效法和微元法建立了其静力和刚度模型,对刚度模型进行了有限元仿真验证。基于遗传算法进行了结构优化设计,得到了传感器各... 针对目前已有六维力传感器的不足,基于并联机构设计了一种分流式柔性铰六维力传感器。阐述了传感器的结构,通过等效法和微元法建立了其静力和刚度模型,对刚度模型进行了有限元仿真验证。基于遗传算法进行了结构优化设计,得到了传感器各向同性最优时的结构参数。最后对传感器进行标定实验。实验结果验证了静力模型的有效性,得到了传感器测量精度。传感器测量误差在1.05%以内,能够精确测量未知外载的六维分量。 展开更多
关键词 维力传感器 结构变形 优化设计 精度
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基于机器视觉和力反馈的自动装配技术研究 预览
5
作者 徐远 宋爱国 李会军 《测控技术》 2019年第4期11-16,共6页
针对工业生产中自动装配技术装配精度不高的问题,提出了一种基于机器视觉和六维力传感器的自动装配控制方法。使用两个单目摄像头对目标进行两次定位,通过改进的NCC匹配算法进行一次定位,通过基于边缘特征的模板匹配进行二次定位,利用... 针对工业生产中自动装配技术装配精度不高的问题,提出了一种基于机器视觉和六维力传感器的自动装配控制方法。使用两个单目摄像头对目标进行两次定位,通过改进的NCC匹配算法进行一次定位,通过基于边缘特征的模板匹配进行二次定位,利用六维力传感器获取装配过程中的力与力矩变化情况,并基于反馈的力与力矩提出了直线运动与螺旋线运动两种装配轨迹规划策略。在搭建的机器人平台上对两种策略进行了对比实验,实验结果表明,在轴孔间隙较大时直线运动装配效率较高,但当轴孔间隙小于0. 1 mm时,直线运动的装配效率和成功率均大幅下降,而螺旋线运动的装配时间主要与装配孔直径有关,对于不同轴孔间隙装配表现稳定,并能以较高成功率实现精度0. 05 mm的轴孔装配。 展开更多
关键词 机器视觉 目标定位 维力传感器 轴孔装配
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叶片磨抛机器人力/位混合控制的设计与实现 预览
6
作者 王品章 田威 +2 位作者 曾致贤 张霖 李波 《航空制造技术》 2019年第11期83-89,96共8页
为提高航空类发动机叶片的自动化磨抛精度,减小复杂曲面叶片加工轨迹控制误差,采用基于六维力传感器的机器人力/位混合控制策略,实现机器人磨抛轨迹的在线修正。搭建以Staubli机器人和ATI六维力传感器为核心部件的叶片磨抛验证平台,通过... 为提高航空类发动机叶片的自动化磨抛精度,减小复杂曲面叶片加工轨迹控制误差,采用基于六维力传感器的机器人力/位混合控制策略,实现机器人磨抛轨迹的在线修正。搭建以Staubli机器人和ATI六维力传感器为核心部件的叶片磨抛验证平台,通过C++开发上位机,采集磨抛过程中六维力传感器信息并进行Kalman滤波。通过示教确定机器人运动轨迹,对机器人运动轨迹与力传感器信息进行采集分析,确定基于力/位混合控制可以实现机器人运动轨迹的在线修正,为复杂曲面的叶片磨抛轨迹控制提供一种解决方案。 展开更多
关键词 维力传感器 叶片磨抛 KALMAN滤波 力/位混合控制 轨迹修正
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正交并联六维力传感器数学模型及参数优化 预览
7
作者 贺静 王志军 +1 位作者 崔冰艳 李占贤 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第5期257-260,共4页
针对六维力传感器实际应用中所完成的任务不同,提出一种基于工况函数模型的并联结构六维力传感器结构参数优化方法,该方法所得到的优化结果更有利于传感器的受力和测量性能。首先介绍正交并联六维力传感器结构,并进行静力平衡方程求解,... 针对六维力传感器实际应用中所完成的任务不同,提出一种基于工况函数模型的并联结构六维力传感器结构参数优化方法,该方法所得到的优化结果更有利于传感器的受力和测量性能。首先介绍正交并联六维力传感器结构,并进行静力平衡方程求解,然后提出了基于工况函数模型的并联结构六维力传感器参数优化方法,以测力分支量程最小为优化目标,得到满足要求的结构参数及对应的测力分支最小量程。最后对正交并联六维力传感器进行结构参数优化,来验证该优化方法的可行性。 展开更多
关键词 维力传感器 正交并联 工况函数 参数优化
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面向航天器装配测试的机器人系统及应用(上) 预览
8
作者 易旺民 隆昌宇 胡瑞钦 《中国航天》 2019年第2期30-33,共4页
一需求背景当前我国已制订了系列发展规划纲要以促进我国航天技术发展及能力提升,其中《中国制造2025》规划提出了'制造'向'智造'转变的目标,航空航天装备是其中的重点领域,机器人、3D打印、物联网技术被确定为重点发... 一需求背景当前我国已制订了系列发展规划纲要以促进我国航天技术发展及能力提升,其中《中国制造2025》规划提出了'制造'向'智造'转变的目标,航空航天装备是其中的重点领域,机器人、3D打印、物联网技术被确定为重点发展方向。 展开更多
关键词 机器人 自动测试 柔顺装配 重力补偿 航天器 维力传感器 在轨服务
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采用六维力传感器检测受力同轴度的方法 预览
9
作者 谢若龑 张一帆 唐松 《上海计量测试》 2019年第2期31-33,共3页
叙述了利用六维力传感器这一特性,测量同轴度试样横截面的应力,结合材料应力与应变关系,检测材料试验机受力同轴度的方法。
关键词 受力同轴度 材料试验机 维力传感器
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六维力传感器静态标定系统误差分析 预览
10
作者 付立悦 宋爱国 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期295-299,共5页
介绍了六维力传感器静态标定系统的构成,分析了标定系统的误差来源,建立了综合误差模型,并针对该误差模型提出了减小误差、提高测量精度的措施。分析结果表明,该静态标定系统的MZ通道的满量程误差为2. 48%,其余通道均在2%以下。加载力... 介绍了六维力传感器静态标定系统的构成,分析了标定系统的误差来源,建立了综合误差模型,并针对该误差模型提出了减小误差、提高测量精度的措施。分析结果表明,该静态标定系统的MZ通道的满量程误差为2. 48%,其余通道均在2%以下。加载力的方向偏差是六维力传感器标定系统误差的主要来源,标定时应该使用高精度的方向校准设备,减小力的加载误差。 展开更多
关键词 计量学 维力传感器 误差模型 静态标定 满量程精度
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双渐消Kalman滤波补偿六维力传感器矩形板噪声模型误差 预览
11
作者 何飞 双丰 +1 位作者 许玉云 胡广宇 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第4期594-600,共7页
六维力传感器能够通过应变片及板梁结构实时检测空间六方向的力信息,但其输出信号不可避免地被噪声干扰所污染。为改善这一现象,同时针对过程噪声模型不精准致使经典卡尔曼滤波器性能差的问题,设计了一种双因子渐消卡尔曼滤波器。算法... 六维力传感器能够通过应变片及板梁结构实时检测空间六方向的力信息,但其输出信号不可避免地被噪声干扰所污染。为改善这一现象,同时针对过程噪声模型不精准致使经典卡尔曼滤波器性能差的问题,设计了一种双因子渐消卡尔曼滤波器。算法研究了加性噪声信号的统计特性,建立了矩形板主振型增广状态方程,分析了两种过程噪声模型偏差对滤波性能的影响。在经典卡尔曼滤波器的基础上,基于新息正交性原理,依据Sage开窗估计原理与最小二乘准则,构造了双渐消因子的解析式,阐述了滤波器的工作原理。研究表明:双渐消卡尔曼滤波器稳定性强,能够有效削弱噪声模型偏差的影响;对比抗差卡尔曼滤波器,精度提升38.66%。 展开更多
关键词 维力传感器 矩形板 过程噪声 模型偏差 双渐消卡尔曼滤波
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面向运动力学测量的无线六维力传感器
12
作者 陈望隆 杨述焱 +1 位作者 胡权 宋爱国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期129-136,共8页
针对目前六维力传感器普遍存在的体积偏大、操作繁琐、应用场景复杂的问题,设计了一种基于电阻应变原理的小型化无线六维力传感器。首先,基于十字横梁结构设计传感器的弹性体,并通过ANSYS软件进行结构静力学分析,确定了传感器的最优结... 针对目前六维力传感器普遍存在的体积偏大、操作繁琐、应用场景复杂的问题,设计了一种基于电阻应变原理的小型化无线六维力传感器。首先,基于十字横梁结构设计传感器的弹性体,并通过ANSYS软件进行结构静力学分析,确定了传感器的最优结构尺寸;其次,基于传感器小型化和无线传输的设计要求,设计了传感器的内部硬件电路,包括四等臂全桥电路、两级放大电路以及数据采集与传输电路,有效减小了传感器的体积,增强了灵活性;最后,设计并优化了静态标定方法及静态解耦算法,降低了传感器的维间耦合干扰,提高了测量精度。实验结果表明,该传感器室内无线传输距离达到8 m,传输速率满足中低频力信号测量,Ⅰ类与Ⅱ类误差均满足在高精度要求场合的使用。 展开更多
关键词 维力传感器 十字梁弹性体 模数采集 无线传输 维间解耦
六维力传感器静态条件下的信号噪声处理 预览 被引量:1
13
作者 罗家浒 杨会成 +1 位作者 曹会彬 高理富 《计算机仿真》 北大核心 2018年第1期378-381,共4页
针对六维力传感器采集到的数据存在噪声干扰的问题,根据单维力传感器的简化模型,提出了一种混合滤波算法,即把传感器置于静态环境中并施加稳定的力.进行数据采集.将采集到的数据先进行卡尔曼滤波处理再进行加权滑动滤波处理,得到... 针对六维力传感器采集到的数据存在噪声干扰的问题,根据单维力传感器的简化模型,提出了一种混合滤波算法,即把传感器置于静态环境中并施加稳定的力.进行数据采集.将采集到的数据先进行卡尔曼滤波处理再进行加权滑动滤波处理,得到最终的滤波数据,将数据分别与卡尔曼滤波处理的数据和加权滑动滤波处理的数据进行比较,其滤波效果和平滑性都有所提升,实现对原始测量数据的去噪。最后将单维力传感器的滤波算法推广至六维力传感器。实验结果证明了,上述混合滤波在保证去噪效果的同时,也提升了数据的平滑性。 展开更多
关键词 维力传感器 卡尔曼滤波 滑动平均滤波 加权
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机器人实现未知参数下的曲面跟踪和恒力控制的研究 预览
14
作者 赖火生 吴磊 +1 位作者 陈新度 杨宗泉 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第6期21-25,共5页
随着"工业4.0"的到来,机器人与环境接触的任务需求越来越多,比如打磨、抛光和装配。机器人与环境接触的力控制成为了一个热门的需求。传统的基于位置控制的阻抗控制算法实现机器人与环境接触的力控制,一般都需要准确地知道环境的刚度... 随着"工业4.0"的到来,机器人与环境接触的任务需求越来越多,比如打磨、抛光和装配。机器人与环境接触的力控制成为了一个热门的需求。传统的基于位置控制的阻抗控制算法实现机器人与环境接触的力控制,一般都需要准确地知道环境的刚度,并且传统的阻抗控制算法并没有使用力闭环检测环节。因此,传统的阻抗控制方法实现接触力的控制其精度并不高,很难满足现代化生产的要求。针对这个问题,提出了基于模糊PI的力闭环阻抗控制方法,该方法在传统的阻抗控制模型上增加了力闭环反馈环节,能实时采集接触力的信息,实现对接触力的精确控制,并且不需要知道环境的刚度,易于实现。 展开更多
关键词 工业机器人 阻抗控制 维力传感器 模糊PI控制
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双E型膜弹性体六维力传感器静态标定及其性能分析 预览 被引量:1
15
作者 何飞 胡广宇 双丰 《湖南城市学院学报:自然科学版》 CAS 2018年第4期56-61,共6页
六维力传感器的静态标定是其在智能机器人应用中准确测量的前提,以双E型膜弹性体六维力传感器为例,设计了静态标定试验,测试了6路静态标定数据,计算并分析了其静态性能指标;并通过采用最小二乘方法进行拟合,得到了维间耦合关系斜率矩阵... 六维力传感器的静态标定是其在智能机器人应用中准确测量的前提,以双E型膜弹性体六维力传感器为例,设计了静态标定试验,测试了6路静态标定数据,计算并分析了其静态性能指标;并通过采用最小二乘方法进行拟合,得到了维间耦合关系斜率矩阵﹒这是六维力传感器通过耦合分析来进一步提高精度的必要途径﹒ 展开更多
关键词 维力传感器 静态标定试验 静态性能指标 最小二乘拟合 维间耦合关系斜率矩阵
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正交并联六维力传感器结构性能及参数优化 预览
16
作者 李化 王志军 贺静 《机械工程与自动化》 2018年第3期35-37,共3页
对正交并联六维力传感器进行了静力学分析及结构参数优化.提出了具有部分解耦性的正交并联六维力传感器结构,基于螺旋理论分析了六维外力与测量分支作用反力的映射关系,并针对并联六维力传感器测量分支量程难以确定、结构易扰动等问题,... 对正交并联六维力传感器进行了静力学分析及结构参数优化.提出了具有部分解耦性的正交并联六维力传感器结构,基于螺旋理论分析了六维外力与测量分支作用反力的映射关系,并针对并联六维力传感器测量分支量程难以确定、结构易扰动等问题,提出一种分支受力稳定、量程较短的多目标优化方法.以卫生陶瓷曲面打磨作业工况为例,确定了正交并联六维力传感器的测量分支量程,验证了该优化方法的可行性。 展开更多
关键词 维力传感器 参数优化 结构性
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基于PLC的六维力传感器的数据采集及应用 预览
17
作者 庞长富 王志明 +1 位作者 蔡正龙 崔利贞 《工业控制计算机》 2018年第8期15-16,19共3页
简要介绍了六维力传感器的结构形式及其特点,并利用PLC实现模拟量数据采集。同时以座椅疲劳耐久试验中的六维力传感器的应用为例,通过试验采集六维力传感器中的数据作为依据,对比采集到的实际数据与理论数据,验证数据采集方案的准确性... 简要介绍了六维力传感器的结构形式及其特点,并利用PLC实现模拟量数据采集。同时以座椅疲劳耐久试验中的六维力传感器的应用为例,通过试验采集六维力传感器中的数据作为依据,对比采集到的实际数据与理论数据,验证数据采集方案的准确性。该数据采集系统的应用,可为座椅关键部件的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 维力传感器 力值 扭矩值 PLC控制 耐久试验
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基于六维力传感器的力引导示教研究 预览
18
作者 黄青红 王兆权 高裕强 《机械制造与自动化》 2018年第5期57-60,共4页
示教是学习机器人很重要的环节,其中直接示教相比其他示教方法具有简单、快捷、准确率高等优点,然而目前的大部分机器人都不支持直接示教。提出了一种基于力引导的直接示教方法。首先,通过六维力传感器实时监控、采集力/力矩信号,再将... 示教是学习机器人很重要的环节,其中直接示教相比其他示教方法具有简单、快捷、准确率高等优点,然而目前的大部分机器人都不支持直接示教。提出了一种基于力引导的直接示教方法。首先,通过六维力传感器实时监控、采集力/力矩信号,再将采集到的力信号和力矩信号经由重力补偿算法和重力矩补偿算法处理后发送给上位机;然后根据力-位控制算法求解出工业机器人的移动量和旋转量;最后通过Socket通信将数据发送给工业机器人,完成力引导示教。实验结果表明,该直接示教方法准确、通用性好,具有推广意义,能够在力引导示教完成后再进行示教轨迹还原。 展开更多
关键词 力引导示教 维力传感器 工业机器人 示教还原
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Stewart六维力传感器解耦算法优化 预览 被引量:1
19
作者 刘晓宇 盖广洪 《传感技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期1858-1861,1868共5页
为满足六维力传感器的高刚度要求,使用固支约束代替铰约束。通过对传感器样机单维加载获得的标定数据进行处理,发现在使用求解标定矩阵或BP神经网络训练的方法时,分别存在维间耦合较大和多维加载误差极大的问题。对此提出一种新的思路,... 为满足六维力传感器的高刚度要求,使用固支约束代替铰约束。通过对传感器样机单维加载获得的标定数据进行处理,发现在使用求解标定矩阵或BP神经网络训练的方法时,分别存在维间耦合较大和多维加载误差极大的问题。对此提出一种新的思路,即在标定时同时进行单维加载和多维加载。之后使用上述两种方法进行解耦,对比发现,对新的方法,在使用BP神经网络解耦时,将最大误差降低到了2.27%,证明该方法能够同时解决六维力传感器的维间耦合问题和多维加载问题。 展开更多
关键词 维力传感器 静态解耦 多维加载 维间耦合
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机器人运动中六维力传感器的重力补偿研究 预览
20
作者 王志军 韩静如 +1 位作者 李占贤 刘立伟 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第7期252-255,共4页
针对六维力传感器在工业机器人运动过程中,受末端工具重力影响而导致其零位值变化的问题,提出了一种能够对传感器的零位值实时更新的重力补偿算法。首先对机器人连杆结构进行分析,推导出重力补偿算法,然后通过MATLAB软件得到运用该算法... 针对六维力传感器在工业机器人运动过程中,受末端工具重力影响而导致其零位值变化的问题,提出了一种能够对传感器的零位值实时更新的重力补偿算法。首先对机器人连杆结构进行分析,推导出重力补偿算法,然后通过MATLAB软件得到运用该算法进行理论计算的结果曲线,并运用Adams软件对机器人相关运动进行仿真,测得末端工具重力在六维力传感器所在坐标系各力/力矩分量的曲线,最终验证了该重力补偿算法理论推导的正确性。运用该重力补偿算法,可有效提高六维力传感器实际应用中的测量精度。 展开更多
关键词 工业机器人 维力传感器 重力补偿 MATLAB ADAMS
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