大量程六維壓電力傳感器標定系統的研究.pdf

1、巨型重載操作裝備是制造產業(yè)鏈中的基礎裝備，體現了國家極端制造能力和制造水平。在重載裝備操作過程中，六維力測量以及實時的力反饋是實現多裝備協調操作控制、力順應控制的基礎。六維測量系統的核心部件為力傳感器，基于壓電效應的六維壓電力傳感器，能夠對空間力進行綜合地測量。測量的前提是對其進行精確地標定。研究對其進行標定的系統，對傳感器的實際應用具有重要的意義。
　　 本文在國家973項目基金(2006CB705406)的資助下，從工程實際

2、出發(fā)，針對六維壓電力傳感器的向間耦合特點，以及巨型重載裝備中的大力測量要求，研究了一套能對大量程的壓電力傳感器進行六維標定的系統。
　　 本文采用了蝸輪蝸桿以及滑動螺旋機構組合成力源提供者；采用T型槽式的工作平臺，實現力源的水平面內的平移；通過升降板在豎直方向安置力源，由提升機構控制升降，實現力源豎直方向的平移，由此建立了一套能對三維力進行標定的裝置。同時，通過對裝置中的各主要部件進行計算校核以及應力和應變的有限元分析，驗證了標

3、定裝置的可靠性。在此基礎上，設計了相應的轉接架機構，以適應六維壓電力傳感器的移動與翻轉，研究出六維標定的方式，并選擇合適的輸出設備，從而搭建了一套大量程至50000N、大空間至560×520×520mm的六維力標定系統。
　　 本文通過實驗對標定系統的不確定度進行了分析與計算。結果表明，標定系統具有較低的測量不確定度，其良好的加載性能滿足對壓電力傳感器進行標定的精度要求。對于大量程力的測量，標定系統具有良好的標定性能，為六維壓電