Design og forskning af en ny type højpræcision seks-akset kraftsensor

2025-03-01

Traditionelle enkeltakse kraftsensorer kan ikke længere opfylde behovene for moderne produktion og teknologi. Seksakse kraftsensorer tiltrækker i stigende grad opmærksomhed fra mange forskere. Seksakse kraftsensorer kan måle kræfter og drejningsmomenter i seks retninger på samme tid og er meget udbredt i maskiner, robotarme, rumfart, biomedicin og andre områder. Imidlertid har de seks-aksede kraftsensorer, der i øjeblikket studeres, generelt mange problemer. Sensorer med høj præcision og høj følsomhed er et presserende behov for yderligere forskning. Dette papir kombinerer teoretisk analyse, finite element simulering og simuleringseksperimenter og optimerer sensorens struktur på basis af eksisterende sensorforskning. En ny type højpræcision seks-akset kraftsensor foreslås. Det vigtigste forskningsindhold omfatter:

1. Efter dybdegående analyse af sensorens forskellige ydeevner og udforskning af loven om ændringer i sensorydeevne med sensorgeometriske parametre. En ny type sammensat bjælketype seks-akset kraftsensorstruktur foreslås. Sensoren har en enkel struktur, tydelig deformation og nem betjening af lappens position. De ortogonale test og finite element simuleringsmetoder bruges til at bestemme størrelsesparametrene for sensoren.

2. Brug abaqus analysesoftware til at bygge sensormodellen, og udfør statisk og dynamisk analyse på sensoren. Deformationsfordelingen af ​​sensoren under den eksterne kraftbelastning og egenfrekvensen af ​​de første seks ordrer af sensoren opnås. Resultaterne viser, at sensoren har god linearitet.

3. Baseret på det grundlæggende princip for Whits surge cup, bestemme layoutet af den seksdimensionelle kraftsensor. Baseret på analyseresultaterne af finite element-metoden, bestemme deformationsområdet af det elastiske legeme, kombiner skalaen af ​​sensorstrukturen og udfør et rimeligt layout på det. Og øg outputtet på passende vis, og reducer det inter-dimensionelle koblingsproblem af den seksdimensionelle kraftsensor på lappen.

4. Udvikl en speciel kalibreringsanordning til sensoren. I henhold til sensorens struktur og form skal du designe et sæt specielle sensorkalibreringsenheder. Ifølge resultaterne af simuleringseksperimentet er sensoren afkoblet. Brug kvadratmetoden og BP neurale netværksmetoden til at beregne forholdet mellem dem og fuldfør kalibreringsundersøgelsen af ​​sensoren. Undersøgelsen viser, at BP neurale netværksmetoden har en bedre afkoblingseffekt.

RELATED NEWS