导读:本文包含了大力传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:压电石英,六维大力传感器,并联分载原理,实功原理
大力传感器论文文献综述
李玉钦[1]（2015）在《压电式六维大力传感器的并联分载原理研究及其结构设计》一文中研究指出重型制造装备作为提升制造业水平中重要的基础装备,在核电、造船、化工、国防等领域的大型构件制造中广泛应用,与其协调作业重载操作装备是当前世界最大的多自由度重载工业机器人,集成了液压技术、机械制造技术、测量控制技术,与加工装备相比,重载操作装备具有惯量大、承受的工作载荷大、冲击大、自由度多而且多维力位操控能力强的特点。为了实现重型制造装备和重载操作装备控制系统精确、高效、节能环保地协调工作就需要对操作装备进行空间六维力实时精确的测量,这也是重载操作装备设计制造的关键点。与国外先进国家相比,我国在多自由度重载操作装备方面完全依赖于进口,相关的基础研究十分薄弱,落后的操作装备技术严重阻碍我国大型复杂构件的制造技术的提升。本文在国家自然基金(51205165)的资助下主要对基于压电石英的六维大力传感器的关键技术进行探讨,主要包括对压电式六维大力传感器的并联分载原理的研究和提出了一种利用压电石英作为力敏元件基于并联分载原理八支点轮辐式六维大力传感器。具体工作有如下几项:论文提出了一种以压电石英作为力敏元件基于并联分载原理的八支点布局方式的轮辐式六维大力传感器,传感器具有高刚度和高灵敏度,给出了传感器和力敏元件的结构、传感器的测力原理方程,并且介绍了压电机理和压电效应方程。论文介绍能量守恒定律的实功原理应用到并联分载原理的研究,结合弹性力学和材料力学知识推导出了轮辐式六维大力传感器分支传感器轴向并联分载比公式,横向并联分载比公式,转矩并联分载比公式和弯矩分载比公式,建立了传感器并联分载比与传感器结构参数之间的关系。论文利用ANSYS软件对分支传感器承受的载荷和分支传感器主要结构参数对传感器并联分载比的影响进行了有限元仿真分析,给出了仿真分析的模型,主要的研究的因素包括:载荷大小,传感器端盖高度,传感器底座高度,分载环的高度,分载环和力敏元件横截面积比,通过改变相应因素的大小仿真分析出因素对传感器分载比的影响,并绘制出因素大小对传感器分载比影响的趋势图,得出了并联分载比与相应因素之间的关系,方便了传感器结构参数的选择,有效指导了传感器的研究和设计制造工作。(本文来源于《济南大学》期刊2015-05-01）
林盛,刘巍,王永青,贾振元[2]（2010）在《六维大力传感器测量原理研究》一文中研究指出针对巨型重载操作机六维大力测量的难题,提出了一种并联六维大力测量的方法,即采用Stewart结构与重型操作机械手手臂并联的方式,将机械手臂所受六维大力的小部分分载于Stewart结构的六杆,并对传感器进行力学解耦,进而实现六维大力值的测量.给出了六维大力传感器的仿真实例,并分析了传感器重要参数对分载能力的影响.实例表明:增大分载梁半径和减小上平台厚度都会提高分载能力,尤其分载梁半径对分载能力影响较大.为六维大力传感器的进一步优化设计提供了一定的理论依据,且最终验证了该测量方法的合理性和有效性.(本文来源于《大连理工大学学报》期刊2010年04期）
林盛[3]（2010）在《基于Stewart结构并联分载式六维大力传感器研究》一文中研究指出巨型重载操作装备、巨型重载制造装备以及大型掘进装备等重载装备具有大载荷、大惯量、多自由度、多维力位操控等特点。为提高生产效率和材料利用率,减少由于载荷突变或载荷偏置等因素所造成的突发事故,其末端执行机构必须具有力顺应性和位置顺应性,而实时六维大力测量是实现顺应控制和多自由度协调控制的基础。因此,研制用于重载装备实时六维大力测量的六维大力传感器具有十分重要的意义,但多维和大力之间的矛盾使得六维大力传感器的研制十分困难。本论文提出了一种六维大力分载测量方法,并基于该分载测量方法研制了基于Stewart结构的六维大力传感器,为多维大载荷测量的研究提供了一个新的途径和思路。论文针对多维大力测量中多维和大力之间的矛盾,提出了一种基于Stewart结构的六维大力分载测量方法及其传感器,结合Stewart结构力映射矩阵、Stewart结构位姿正解以及深梁单元刚度矩阵,提出了基于Stewart结构六维大力传感器的力映射矩阵。建立了基于Stewart结构六维大力传感器的有限元模型,并对传感器有限元模型进行了静力学分析和动力学分析,验证了该力映射矩阵的正确性。提出了六维大力分载比的概念,并综合分析了承载梁结构参数对各方向上分载比的影响,为六维大力传感器的性能指标分析和设计提供了理论基础。针对六维大力传感器的结构特点和设计要求,以力映射矩阵为基础,研究了六维大力传感器各向同性和灵敏度等性能指标,绘制了各性能指标随结构参数变化的功能图谱,为传感器结构参数的选择提供了重要的理论基础。针对巨型重载装备需要多维动态测量的特点,综合分析各转换元件优缺点,选择压电石英作为转换元件。针对六维大力分载后测量杆难于预紧的问题,提出了一种可调预紧力机构和六点局部预紧方法,通过调整预紧螺栓驱动预紧滑块,能够单独对每一根测量杆进行预紧,实现六点局部预紧,并能保证每个测量杆的预紧力值较接近。针对传感器的测量要求和实际安装条件,给出了传感器与被测梁的紧固方案,解决了六维力传感器承载梁上固定和力传递问题。针对六维大力传感器标定的难题,提出并研制了一种单力源六维大力标定装置；研制了30kN量程和200kN量程的六维大力传感器,在六维大力标定装置上对200kN量程六维大力传感器进行了标定,获得传感器的标定矩阵,标定得到传感器的重复性误差在1%以内,线性度在1.2%以内,向间干扰误差在5%以内,X轴力分载比为1.8%,Y轴力分载比为1.6%,Z轴力分载比为0.28%,X轴力矩分载比为17.2%,Y轴力矩分载比为19.1%,Z轴力矩分载比为11.5%,验证了基于Stewart结构并联分载式六维大力传感器的有效性和可行性；根据基于Stewart结构六维大力传感器的结构特点,重点分析了承载梁参数对各向同性和灵敏度性能指标的影响,改变传感器的承载梁直径和长度,并通过其标定矩阵求得各向同性和灵敏度随承载梁参数的变化规律,验证了理论分析曲线的正确性；通过冲击法研究了传感器的动态特性,得到了传感器各通道的固有频率。针对六维大力传感器在线标定的难题,结合重载装备末端执行机构工作时传感器的受力情况和“SFM”标定原理,提出了基于“SFM”标定原理的六维大力传感器在线标定方法,通过应用“SFM”标定方法对有限元模型进行二维、叁维、六维的标定,并在六维大力标定装置上对二维力在线标定进行了模拟,验证了该方法应用于多维大力传感器标定的可行性。总之,本论文的基于Stewart结构六维大力传感器的力映射矩阵、传感器的静动力学分析、传感器的性能指标分析、传感器结构设计的关键技术、六维大力标定装置的研制以及传感器的动态特性和在线标定等研究成果为六维大力传感器的设计、开发和应用提供了重要的理论依据和实验基础。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-06-01）
李映君[4]（2010）在《新型轴用并联压电式六维大力传感器的研究》一文中研究指出巨型重载制造装备是制造产业链中的基础装备,国家极端制造能力和制造水平的体现,国民经济和国防安全的重要保障,是核电、造船、化工、国防等领域大型构件精确高效制造中必备的关键设备,其工作过程中,所受载荷通常可达100kN至100MN量级,具有多维特征。对六维力测量以及实时力反馈是实现装备协调操作控制、力顺应控制的基础,也是规划和调整锻造工艺的重要依据。现有大力传感器仅可测量一维大力载荷,六维力传感器的测量范围远不能满足大力值的测量需求。本文在国家重点基础研究发展计划(973项目)(2006CB705406)的资助下,主要研究大承载力条件下六维力的测量。具体工作如下：1.提出了基于压电效应的多点支撑式六维力测量方法,建立了支撑点数与被测六维力的映射关系,并构建了多点支撑式六维力传感器构型库及其相对应的解耦算法。根据巨型重载操作装备机械手臂对空间六维大力动态测量的要求,规划出传感器安装位置,选择压电石英为力敏元件,推导出支撑点数与空间六维力的关系。利用有限元软件ANSYS对基于四点支撑式结构的力敏元件空间布局进行加载分析,并通过试验获得了力敏元件不同空间布局对轴上六维力传感器测量性能的影响关系,试验结果与理论分析和有限元分析相吻合,基于四点支撑式结构的力敏元件正方形布局更适合用于轴上六维力的测量。2.研究了基于并联机构原理的六维大力值测量的方法。根据并联分流的原理,提出了利用四点支撑式结构及大力承载轴刚性并联来实现并联多维分载测量新方法,将六维大力的极小部分载荷分载到六维力传感器,并根据六维大力与分载力的映射关系,实现六维大力测量。对轴向力、横向力、弯矩和扭矩等各个方向的分载进行了分析和计算,得到了影响分载分载的各个主要参数。利用有限元软件并联分载原理进行仿真分析并进行了分载试验,验证并联分载测量原理的可行性和有效性。3.提出一种高刚度、高线性度、强解耦非组装整体化的四点支撑压电式六维大力传感器新的结构形式。研究了该结构传感器的预紧方案,分析了预紧力对传感器测量的影响。利用有限元软件对传感器的结构进行了静、动态分析,结果表明施加载荷与输出载荷成线性关系。以量程为主要约束,以提高灵敏度和分载效果为主要目标,采用单因素的方法对结构参数进行优化,确定了传感器的主要参数。研究传感器的动态响应特性,建立传感器结构与动态特性的映射关系。有限元分析表明,施加载荷与输出载荷之间成线性关系,可以实现大力值测量；该结构传感器固有频率高,动态响应好,可以实现六维力动态测量。4.研究了并联式轴用压电六维大力传感器的静态性能标定方法,设计了一种新型的六维大力传感器标定装置。建立了六维大力传感器的测量平台,研究了针对轴用并联压电式六维大力传感器的静态标定矩阵的解法和标定方法。针对传感器的测量要求和实际安装条件,提出了一种基于胀紧原理的面摩擦紧固技术,并提出了基于该技术的六维大力传感器与轴紧固装置,解决了六维大力传感器轴上固定和力传递问题。5.对并联式轴用压电六维大力传感器进行静、动态标定实验。通过静态标定实验得出该传感器的标定矩阵C,并由标定矩阵来耦合出传感器的6路信号,对影响传感器输出性能的因素进行了误差分析,得到该传感器的各向力输出性能。研究并设计了动态标定实验。实验数据表明,该结构六维力传感器非线性误差和重复性误差均小于1%,向间干扰误差小于5%。轴用并联压电式六维力传感器各个方向第一阶固有频率值均超过2000Hz,均超过要求的1000Hz,满足巨型操作机的动态测量要求。本文研究内容对压电力敏元件在六维大力测量技术上的发展具有参考价值,可广泛应用于极端环境下多维时变大载荷的实时精确测量,可为提高大型构件的制造精度、生产效率和材料利用率,规划和调整加工工艺提供重要的技术保障,对提升我国重载制造装备的高精度、高效、节能制造能力和水平具有重要的工程实用价值。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-04-01）
贾振元,褚宏飞,刘巍,林盛,卢晓红[5]（2010）在《基于Stewart结构六维大力传感器的性能分析及结构优化》一文中研究指出针对基于Stewart结构新型六维大力传感器在结构设计时存在诸多性能指标难以均衡的问题,对传感器的结构几何参数与其性能的关系进行了分析。依据基于Stewart结构六维大力传感器的测量原理,建立了传感器测量精度与一阶静力影响系数矩阵条件数的关系模型。通过分析力及力矩一阶静力影响系数矩阵和力及力矩柔度矩阵,揭示了传感器的各向同性指标、灵敏度及其各向同性指标与其结构参数之间的相互关系。并通过图谱优化方法和遗传算法对新型六维大力传感器的结构参数进行了优化。其分析结果将为六维大力传感器的结构设计提供有效的参考。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2010年02期）
褚宏飞[6]（2009）在《基于Stewart结构六维大力传感器的性能分析及试验研究》一文中研究指出当前核电、造船、化工、国防等领域的大型构件精确高效制造迫切需要巨型重载操作装备。在制造过程中,操作装备通常是与加工装备协调操作的,操作装备的末端执行机构对于制造过程中的工件变形所造成的位移需具有力顺应性和位置顺应性,实时六维大力测量是实现顺应控制和多自由度协调控制的基础,因此研究极端环境下的六维大力测量及力反馈具有重要的意义。目前对于100kN至100MN量级的大力只能进行单维测量,现有的六维力传感器仅局限于小量程力值的测量。所以,解决大承载能力和多维力测量之间的矛盾,已成为实现六维大力测量的关键。本文依据传统Stewart平台六维力传感器的测量原理和大力分载测量机理,建立了基于Stewart结构六维大力传感器静态数学模型,在分析大力传感器测量误差的基础上,得到了传感器测量精度与一阶静力影响系数矩阵条件数的内在联系。并通过分析力及力矩一阶静力影响系数矩阵和力及力矩柔度矩阵,揭示了传感器的各向同性指标、灵敏度及其各向同性指标与其结构参数之间的相互关系。并针对给定的不同性能指标,利用空间模型理论,采用图谱分析方法获得了六维大力传感器静态性能指标与其结构参数之间的变化规律。在此基础上,利用遗传算法对新型六维大力传感器的结构参数进行了优化,完成了Stewart结构六维大力传感器的结构设计。最后,在专用标定加载装置上对研制的Stewart结构六维大力传感器进行了静态标定实验,得到了传感器的标定曲线和实验解耦矩阵。通过对基于Stewart结构六维大力传感器的静态性能分析,验证了使用图谱分析法和遗传算法对六维大力传感器进行结构优化设计的可行性;通过静态标定实验,验证了六维大力传感器具有良好的测量精度。本文为巨型重载操作装备的快速高精度协调控制研究提供了理论参考。(本文来源于《大连理工大学》期刊2009-12-01）
赖华敏[7]（2008）在《并联式压电六维大力传感器的研究》一文中研究指出巨型重载操作装备是制造产业链中的基础装备,体现国家极端制造能力和制造水平,是在极端载荷条件下作业的巨型工业机器人,可实现灵巧的多维力位操作。在重载操作装备操作过程中,六维力测量以及实时力反馈是实现多装备协调操作控制、力顺应控制的基础。大力测量技术是在重型装备的需求驱动下发展起来的,通常称承载能力在10～2000kN范围内的传感器为大力传感器,而重载操作装备中的大力传感器最大额定承载能力可高达100MN以上。为了实现力反馈控制,要求六维大力测量。因此需要解决大承载能力和多维力测量之间的矛盾,本文提出对大载荷进行并联分载的方法,并利用压电石英作为测力敏感元件来实现对巨型重载操作装备操作臂上动态六维力的测量。首先,本文分析比较了现今的各种大力测量技术以及多维力测量技术,并介绍了压电测力原理和压电式传感器多维力测量的方法。其次,分析了压电传感器实现六维大力测量的并联分载原理以及六维力测量原理。传感器对大载荷的并联分载原理就是利用机构的并联使得传感器敏感元件所受的载荷与测量装置承受的总载荷成一定的线性比例关系。在测力平面上按照正方形均匀布置石英敏感元件,并通过实验解耦的方法就可以得出被测六维力各分力的大小和方向。第叁,通过有限元分析以及实验的方法,深入研究了压电式多维力传感器的并联分载原理,得出各项尺寸变化以及载荷变化时对于传感器各方向分载比的影响。通过实验分析可知,分载实验装置对各向载荷都有良好的分载性能,并且输出线性也很好,由此可知利用并联式的分载机构完全能够实现对多维大力的测量。第四,对压电式六维大力传感器进行了石英晶组设计、传感器壳体设计及其有限元分析。通过改变传感器有限元模型中的各项尺寸,分析得出尺寸变化对于传感器分载的影响,同时通过对模型的各向加载得出其输入输出传递矩阵。最后设计了六维力测量实验装置,通过对装置的各向加载实验,由实验结果知六维力测量装置能很好的实现对六维力的测量,并且各向输出也有良好的线性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2008-12-14）
赵磊[8]（2008）在《Stewart结构六维大力传感器的研究》一文中研究指出核电、造船、化工、国防等领域的大型构件精确高效制造迫切需要巨型重载操作装备。随着对操作能力和操作性能要求的进一步提高,要求巨型重载操作装备具备顺应控制和多自由度协调控制的能力,而状态测量与反馈作为精确运动控制的前提,成为亟待解决的关键技术难题。尤其是为了避免因约束冲突造成的载荷剧增或夹持失效,要求对工件变形所造成的位移具有力顺应性,因此研究极端环境下的六维大力测量及力反馈具有重要的意义。然而,目前对于100kN至100MN量级的大力只能进行单维测量,现有的六维力传感器仅局限于小量程力值的测量。因此,解决大承载能力和多维力测量之间的矛盾,成为实现六维大力测量的关键。本论文结合Stewart结构力雅克比矩阵和大力并联分载原理,提出了一种用于巨型重载操作装备六维大力测量的新方法。在ANSYS环境下建立了Stewart结构六维大力传感器的模型,并对其进行了结构静力分析,得到了传感器六个测量杆的受力情况,与分载前的理论受力值进行了比较,验证了传感器的分载效果。通过对传感器模型进行模态、谐响应等结构动力学分析,得到了传感器的前六阶振型和固有频率,以及传感器在X、Y、Z方向的谐位移情况。论文完成了Stewart结构六维大力传感器的结构设计、制造装配等工作。采用六对预紧螺栓和滑块实现传感器的多点局部预紧,保证了六个测量杆的预紧力相同;上下测量杆均采用螺纹联接,使测量杆长度可调,满足了传感器复杂工况的安装要求;上下平台与测量杆采用球头与锥形孔联接,保证了测量杆的二力杆性质;传感器与机械手手臂之间采用胀紧联接套联接,保证了大力并联分载和力传递的效果。最后,在专用标定加载装置上对研制的Stewart结构六维大力传感器进行了静态标定实验,得到了传感器的标定曲线和实验解耦矩阵。通过静力分析,可知所设计的传感器具有良好的分载效果,验证了六维大力并联分载测量方法的可行性;动力学分析结果表明研制的传感器动态特性良好,满足传感器固有频率大于1000Hz的设计要求;静态标定实验表明传感器具有良好的测量精度。本论文的研究工作为巨型重载操作装备的快速高精度协调控制提供了前提条件。(本文来源于《大连理工大学》期刊2008-12-01）
沈久珩[9]（2001）在《大力测量技术的新进展——附着式超轻型大力传感器》一文中研究指出大力传感器是现代重型装备的高科技电子信息器件。文章围绕重型大力传感器的微型化问题论述了重型装备大力测量的意义、特征及发展 ,讨论了大力分流测量的物理模型 ,介绍了作者发明的超轻型附着式大力传感器及其工程应用。(本文来源于《中国工程科学》期刊2001年10期）
沈久珩[10]（1999）在《大力测量技术的新进展——附着式大力传感器》一文中研究指出本文介绍了一种用于轧钢机等重型装备的附着式微型大力传感器。重型工业装备的大力测量技术,已成为当代重型装备工作载荷测控技术的专门高科技领域。传统的大力值测量系统广泛采用支承式测力传感器,这种传感器由(本文来源于《面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）》期刊1999-10-18）
大力传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对巨型重载操作机六维大力测量的难题,提出了一种并联六维大力测量的方法,即采用Stewart结构与重型操作机械手手臂并联的方式,将机械手臂所受六维大力的小部分分载于Stewart结构的六杆,并对传感器进行力学解耦,进而实现六维大力值的测量.给出了六维大力传感器的仿真实例,并分析了传感器重要参数对分载能力的影响.实例表明:增大分载梁半径和减小上平台厚度都会提高分载能力,尤其分载梁半径对分载能力影响较大.为六维大力传感器的进一步优化设计提供了一定的理论依据,且最终验证了该测量方法的合理性和有效性.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
大力传感器论文参考文献
[1].李玉钦.压电式六维大力传感器的并联分载原理研究及其结构设计[D].济南大学.2015
[2].林盛,刘巍,王永青,贾振元.六维大力传感器测量原理研究[J].大连理工大学学报.2010
[3].林盛.基于Stewart结构并联分载式六维大力传感器研究[D].大连理工大学.2010
[4].李映君.新型轴用并联压电式六维大力传感器的研究[D].大连理工大学.2010
[5].贾振元,褚宏飞,刘巍,林盛,卢晓红.基于Stewart结构六维大力传感器的性能分析及结构优化[J].仪器仪表学报.2010
[6].褚宏飞.基于Stewart结构六维大力传感器的性能分析及试验研究[D].大连理工大学.2009
[7].赖华敏.并联式压电六维大力传感器的研究[D].大连理工大学.2008
[8].赵磊.Stewart结构六维大力传感器的研究[D].大连理工大学.2008
[9].沈久珩.大力测量技术的新进展——附着式超轻型大力传感器[J].中国工程科学.2001
[10].沈久珩.大力测量技术的新进展——附着式大力传感器[C].面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）.1999