一、基于Stewart平台的预紧式六维力传感器的研制与开发（论文文献综述）
韩康[1]（2021）在《空画容错六维力传感器设计及标定研究》文中研究表明随着航天科技的不断发展,空间机械臂将在轨组装、在轨制造和深空探测等领域发挥越来越大的作用。实现空间机械臂的自动控制及柔顺操作是空间机械臂不可缺少的一项功能。六维力传感器广泛的应用于机械臂末端,能够同时测量三个方向的力与力矩,实现机械臂的力与力矩反馈,是机械臂对末端机构进行精准力控制不可或缺的重要传感器。由于航天领域特殊的工作环境和对可靠度的严苛需求,普通商用的六维力传感器很难满足空间机械臂的应用要求。因此有必要研究一款可靠性高、各向一致性好、灵敏度高且具有错误诊断和冗余的空间容错六维力传感器,以满足未来在轨组装望远镜、深空探测工程等重大科学项目对空间机械臂在轨操作的需求。文章首先在深入分析现有六维力传感器工作原理和结构的基础上,对经典的六维力传感器结构进行理论分析和实验验证,寻找在不损失刚度条件下,提高传感器灵敏度方法。通过加工大量程高灵敏度六维力传感器和关节力矩传感器对相关的理论进行验证,具体的提出了能够指导容错六维力传感器设计的应变梁优化方向。然后以应变梁优化理论为依据,结合航天机械臂末端应用需求,在充分分析能够实现冗余测量的各种弹性体结构的基础上,设计了一款新型六梁立体结构六维力传感器。该传感器六个应变梁中心对称布置,通过与测量坐标系坐标轴偏转15°夹角,达到各方向灵敏度均衡的目的。传感器使用48个应变片组成12个全桥电路,实现每个通道的“一主两备”冗余设计。针对空间六维力传感器设计参数多,设计输入与传感器输出之间关系复杂,及传感器参数指标相互影响等问题,文章使用Isight软件集成UG、Patran、Nastran和MATLAB等设计分析软件,对影响传感器灵敏度和刚度的13个结构参数进行同步优化,避免了传统六维力传感器优化参数单一和优化指标不一致引起的优化模型得不到最优解的问题。在优化算法方面,本文采用多目标粒子群算法,分别以传感器灵敏度、力和力矩的灵敏度比值、传感器条件数为目标,以传感器各方向的刚度与强度为约束条件,求解Pareto最优解集。通过对比最优解集中的各选项,得到综合能力最优的设计参数。为验证空间容错六维力传感器设计的合理性,使用有限元法对传感器强度的、刚度和灵敏度等指标进行校核,并求解容错传感器应变梁最佳的贴片位置。加工了原理样机。通过设计的加载平台对传感器进行静态标定,得到传感器的力通道测量灵敏度为0.41m V/V、力矩通道测量灵敏度为0.27m V/V,传感器线性度、重复精度、迟滞误差均小于1.01%F.S.,满足使用要求。针对不同解耦方法对解耦精度的影响,本文对比了最小二乘法、BP神经网络、GA-BP神经网络和RBF神经网络解耦误差,最终确定使用RBF神经网络法对容错六维力传感器进行解耦,解耦精度优于0.13%F.S.。最后文章提出一种基于基向量空间的错误诊断机制,与反算电压法、多结果对比法和支持向量基法相比,该方法充分利用通道间测量结果的内在联系,将故障监测时的广义逆矩阵运算替换为方阵求逆运算,同时将错误诊断时的12次广义逆运算降低为2次方阵求逆运算,极大降低了容错六维力传感器错误诊断计算量。在模型重构方面,考虑到容错六维力传感器各通道之间热备份的特点,使用地面标定与软件在轨重注相结合的方式实现标定矩阵的更新。通过人为在某一路中增加干扰的方式,验证错误诊断和模型重构方法的可行性。
王新宇[2]（2021）在《万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器研制及实验研究》文中研究表明传感器是机器类人化和智能化的关键组成部分,是工程检测和机器人运动控制的基础,也是社会发展和科技进步的重要组件。当前,单维力传感器技术已经发展得较为成熟,在市面上也很常见。然而在国防工业、医疗卫生和精密加工等特殊应用场合,传统的单维力传感器由于检测信息单一、布线要求较高、适应能力有限,易受环境等因素限制,因此无法满足日益增长的技术发展需求。为此,本文基于磁致伸缩逆效应提出一种万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器,该传感器应用机械结构自解耦方法从根本上消除了多维传感器的维间耦合问题,提高了传感器的设计精度。首先,通过磁致伸缩材料及磁致伸缩效应的理论基础,分析了本文提出的机械自解耦弯扭无线无源传感器的无线检测实现原理,建立了传感器的磁-电转换关系数学模型;在充分了解磁致伸缩材料信号特性的情况下,展开了传感器的具体设计过程:阐述了传感器的总体设计流程;分析了传感器机械自解耦设计要求;设计弯扭传感器的工作方式,在完成传感器的整体结构建模的基础上,详细阐述了传感器的核心部件的设计过程;通过ANSYS有限元分析软件中的静力结构分析模块,仿真验证了所研制传感器的机械结构自解耦原理,并根据仿真结果调整传感器总体结构,优化了传感器主要零件的尺寸参数;经加工、装配、调试获得了符合技术要求的传感器样机。其次,为了从理论层面进一步验证传感器装配体结构的解耦性能,运用有限元分析软件确定了传感器装配体在静态载荷作用下的内部应力分布趋势,应用理论力学基础理论和刚度差原则,建立了传感器装配体结构载荷的力学模型。在此基础上,将自解耦传感器的解耦特性与结构载荷的力学模型结合,获得了传感器的弹性体应变与外力的映射矩阵,验证了本文提出的机械自解耦结构具备弯扭耦合力的分离解析能力。此外,探讨了内部摩擦对传感器解耦性能的影响,根据结构的刚度差原则分析了传感器装配体结构的能量效率,判断其在不同工况下的负载能力,为传感器未来的工程应用奠定了基础。最后,自行设计搭建了一套多维传感器综合加载实验平台,平台能够对传感器同时加载多维耦合力,并可对传感器进行旋转和液体环境性能测试。为了综合评价传感器的输出性能,在该平台上针对本文研制的万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器进行了包括静态单维标定实验、静态耦合加载实验、动态加载实验、液体环境加载实验以及传感器漂移与迟滞实验等一系列性能验证实验。实验结果表明本文所研制的传感器结构设计合理,具备对弯扭复合力的解耦能力,动态检测性能良好,维间耦合误差小,可以在动态状态及水下环境下有效工作。此外,传感器迟滞特性较低,信号稳定,具备良好的综合性能。
刘朋[3]（2020）在《基于高次曲线的并联式六维力传感器静态标定》文中指出随着传感器技术的飞速发展,六维力/力矩传感器的突出性能不断被开发,因此它在众多领域中得到了广范的应用。传感器现已发展成为最重要、应用最多的感知元件,是高新技术核心之一。本论文通过对六维力传感器的机构理论、静态标定算法、静态标定试验以及标定时间与传感器测量精度之间关系等方面展开了分析和研究,具体内容如下:以广义形式下的6-SPS并联结构数学模型为基础,对其结构进行了理论推导,通过静力学平衡方程验证了一阶静力系数关系矩阵对数学模型建立的影响。引入“螺旋理论”,在此理论的基础上对正交并联式六维力传感器进行结构分析和静力学分析,确定试验样机结构的合理性及优越性。由于实际条件下空间外力的输入与六维力传感器的输出并非理想的线性关系。本文提出基于高次曲线的静态标定算法对正交并联式六维力传感器进行静态标定,将更多的离散数据点加载到拟合曲线上,提高六维力传感器的测量精度,该算法可以适用于各种结构的六维力传感器静态标定。根据算法的确定以及现有的试验条件,设计试验方法并搭建试验环境:本试验将正交并联式六维力传感器搭载到ABB机械手上,通过砝码和机械手的位姿变换实现空间外力的加载,利用可视化编程软件Lab VIEW实时读取试验样机的数据并导入的Excel中存储,将高次曲线拟合静态标定算法写入Matlab中,同时导入Excel中的数据进行计算。通过数据分析和对比,验证了高次曲线拟合算法的正确性,提高了传感器的测量精度。由于在拟合次数过高时会出现病态矩阵的情况。根据标定算法和标定软件对数据处理时间以及正交并联式六维力传感器标定精度之间的映射关系提出了一种设想。在对试验样机进行静态标定过程的基础上总结出关于高次曲线拟合的拟合次数和数据处理时间及六维力传感器测量精度之间的相互影响关系。图58幅;表5个;参75篇。
吴志伟[4]（2020）在《一种十二维力-加速度传感器的设计及仿真研究》文中研究说明随着工业生产的不断发展以及人类对外太空的不断探索,国内外研究学者对机械臂操作性能提出更高要求,而影响机械臂性能的因素主要有以下三点:机械臂在运动过程中具有较大的惯性力,影响了接触力的辨识准确性;机械臂的柔性,使得机械臂末端执行器存在残余振动,影响系统鲁棒性;传统的测量方式中,速度和加速度信息一般通过对位置信息的微分来获得,其精度受采样频率影响较大。因此,传统的六维力传感器以及不能满足机械臂的性能要求,需要融合六维加速度信息才能进一步提升性能,十二维力/加速度传感器融合了六维的力/力矩和六维的加速度信息,可以应用于机械臂的阻抗控制、末端残余振动抑制、载荷和接触力参数的辨识、速度和加速度信息的感知以及接触碰撞检测等方面。首先,本文对十二维力/加速度传感器的整体结构进行了设计,在满足整体尺寸要求限制的情况下,为六维力模块和六维加速度模块留出足够的空间,并合理改进六维力测量模块弹性体的设计,对弹性体在单向力作用下的情况利用材料力学进行理论分析,在仿真软件中进行应力以及应变敏感区应变分析,确定应变变化规律,直观表示出各向力加载之间的耦合情况与安全性,分析结果显示所设计结构合理,然后对力测量原理以及误差补偿理论进行了阐述。其次,提出了一种新的加速度计布置方案并根据实际情况进行优化,对所设计的布置结构进行解耦计算及可行性分析;利用GDOP指标（几何精度影响因子）对传感器构型进行评价,反应不同传感器构型对于加速度测量精度的影响;对传感器进行冗余性分析,保证当每组中的一个线加速度计故障时,可根据其余的加速度计输出组成方程求解,保证加速度测量系统的可靠性,同时为故障检测和隔离提供了可能;结合matlab,simulink对传感器安装误差分析和测量误差进行分析,证实所设计布置方案的合理性。最后,本文设计了六维力和六维加速度传感器标定试验台,并进行解耦研究,给出了六维力传感器和六维加速度测量模块的标定方法。利用力传感器弹性体的应变分析数据,进行了仿真标定分析,得到了表示待测力与电桥输出电压关系的标定矩阵,以此进一步证实了弹性体结构较小的耦合性。
郇正泽[5]（2020）在《小尺寸大量程高精度压电式六维力传感器的研究》文中认为六维力传感器作为感知空间中六维力和力矩全部信息的一类传感器,对于监测环节中力位控制具有重要作用,被广泛应用于智慧医疗、航空航天及智能工厂等领域。随着以物联网为基础的智能制造时代的开启,智能装备对传感测量技术相继提出了复杂工况下多载荷实时测量,结构小型化和轻量化以及高精度反馈的精准控制等新要求。目前广泛应用的电阻式和压电式六维力传感器均存在结构尺寸大、解耦复杂等局限性,成为限制智能装备新发展的主要因素之一。因此,开展针对机器人关节使用的小尺寸大量程高精度压电式六维力传感器基础测试理论的研究。本文在压电效应的基础上结合面域分割方法探索性的提出了一种集成式的压电六维力测量原理。从力学和压电相关理论出发,分析了六维力载荷下石英晶片面域单元的受力及电势分布,推导了面域电荷量与矢量力的映射关系表达式。借助有限元软件验证了测量原理的可行性。针对多层石英晶片的测量方案中不同切型晶片位置对测量效果的影响展开研究,最终确定力敏元件合理的布局形式。在集成式测量原理的基础上设计了一种单点支撑形式的传感器结构,对其开展载荷传递过程分析并建立静动力学解析模型,推导出电荷灵敏度和固有频率的理论计算公式,分析了力敏元件参数对敏度和固有频率的的影响规律。基于遗传算法对传感器结构进行小型化优化设计,建立遗传优化模型并利用有限元软件的到多因素约束条件,最终确定传感器最优参数。经过静力学仿真和模态分析,得到了优化后的传感器的电势云图和振型,并计算出灵敏度和固有频率。为解决传感器耦合误差严重的问题展开六维力非线性解耦算法研究,基于BP神经网络融合PSO粒子群算法和GA遗传算法对传感器进行解耦效果分析。
左盟[6]（2020）在《六维力/力矩传感器的应变分析与数据驱动下的维间解耦》文中进行了进一步梳理六维力/力矩传感器因其具备感知三维空间完整载荷信息的能力,在工业自动化、智能化进程中扮演着十分重要的角色。而基于不同解耦原理下的两类经典结构六维力/力矩传感器（Y形横梁式结构和Stewart平台式结构）在其设计和解耦算法中仍存在一些亟待解决的问题。一方面,对于横梁式结构六维力/力矩传感器,设计的前提是预知其弹性横梁的应变分布,特别是需要在不同的约束条件（测量范围、重量和尺寸限制等）下精确估算横梁表面的应变分布规律,从而进一步改善弹性结构的几何尺寸和优化应变片的布片位置。而传统的基于几何建模的有限元分析设计方法存在耗时长、效率低等问题。针对Y形横梁六维力/力矩传感器的弹性结构,本文提出了一种高效、精确的解析分析方法。详细考察了该六维力/力矩传感器弹性横梁在各轴力/力矩载荷作用下的变形特征,基于铁木辛柯梁理论建立了简化的力学模型,从而解析地得到各轴力/力矩载荷作用下弹性横梁中应变的显式表达式,最后与有限元模拟进行了对比。结果表明,解析模型给出的预测结果与有限元数值解能较好地吻合,说明了该解析模型的正确性和有效性,从而为Y形横梁六维力/力矩传感器的设计提供了高效、精确的解析手段。另一方面,在六维力/力矩传感器产品的开发中,软件解耦算法是改良其解耦性能的重要手段。而通过计算传感器标定数据伪逆矩阵来实现的传统解耦算法在受弹性结构设计、制造误差等因素影响下存在解耦不完全、解耦矩阵病态等问题。随着统计学习方法的发展,数据驱动的人工神经网络算法已显示出优良的泛化能力。针对两种经典的六维力/力矩传感器（Y形横梁式结构和Stewart平台式结构）,通过有限元软件ABAQUS中Python二次开发功能自动生成了六轴随机载荷下传感器应变信号的数据集,以替代大小受限且不完备的传统标定数据集。基于仿真数据集,建立了单隐层神经网络的解耦模型,从而进一步考察了传统解耦算法与人工神经网络算法的解耦性能。结果表明,人工神经网络算法相较传统解耦方法对随机误差具有更好的鲁棒性,有效地减少了经典结构六维力/力矩传感器的维间耦合误差。
李修钰[7]（2020）在《新型六维力传感器设计及模拟研究》文中提出重载机械臂作为重型工件搬运、装配以及重型设备维护的智能化手臂,在全球工业领域扮演着不可或缺的角色。在矿山冶金、航空航天等领域,是实现大负载作业、生产安全、成本降低的核心必备装备。而重载机械臂感知外部环境信息并进行刚柔耦合控制,需要众多的传感器给予协作,其中六维力传感器就是最基础也是最不可或缺的传感器之一。然而在重载作业工况下,对六维力传感器的设计提出了众多挑战。本文针对传感器测量系统中存在的标定方法复杂且误差大、线性度差、维间耦合严重等问题,进行了系统的分析和研究。主要研究内容如下:首先,介绍六维力/力矩传感器的设计及优化过程。对弹性体初始结构提出设计和改进方案,最后确定新型非平面式弹性体结构。对所设计弹性结构进行应力分析、应变分析和路径映射分析,确定了最佳贴片位置。随后对六位力/力矩传感器弹性进行优化,采用响应面数值分析法和有限元分析法相结合对六位力/力矩传感器弹性体结构优化,最后对传感器进行自上而下设计,完成了整个六维力/力矩传感器装配的设计。其次,介绍了六维力/力矩传感器传感系统的设计过程,首先进行电阻应变片的布置方案设计,并针对弹性体的结构和材料特性,在弹性体主梁上布置了 16个应变片。随后对数据采集电路模块进行设计,根据预先计算的放大倍数和预估滤波的频率,本文采用两级放大方法。经过放大后的电压信号进入数据采集电路模块,整个数据采集和传输工作均在单片机中完成。最后,利用LabVIEW完成了上位机软件的编写。再次,介绍了六维力/力矩传感器标定平台设计过程,分别对六维力/力矩传感器标定装置的标定工作台、传感器基座、载荷加载杆、滑轮支撑架进行设计。随后,对六维力/力矩传感器标定装置的误差进行分析,结果表明几种误差因素对标定实验影响可以忽略不计。最后,根据维间耦合问题提出两种软件解耦方案,在假设六维力/力矩传感器是线性系统前提下,采用基于线性均值标定的静态解耦算法。但是,是在假设传感系统为线性系统条件下,解耦效果并不理想。因此提出RBF神经网络非线性算法,并对两种静态解耦算法的解耦性能进行对比。结果表明在非线性系统下提出的RBF解耦算法效果更好。
尹航[8]（2020）在《冗余轮辐式六维力感知机构刚度建模理论与仿真分析》文中研究表明本文主要对基于正交解耦各向同性构型的轮辐式并联六维力感知机构进行构型设计、刚度建模方法、有限元仿真等方面进行研究。重点对静刚度建模、非线性连续刚度建模、柔性球铰尺寸优化等刚度建模方法展开系统研究,为轮辐式并联六维力感知机构的刚度建模理论研究提供了新的思路和方法。首先,应用线矢量表达方法建立旋转构型轮辐式并联六维力感知机构的最简刚度模型,在此基础上,基于正交解耦约束条件确定分支方向及铰点位置,进一步构建六维力感知机构静力映射矩阵。该方法可以快速筛选所有各向同性构型的轮辐式并联六维力感知机构构型并加以总结归纳。其次,对上一章所筛选的冗余八分支六维力感知机构进行考虑柔性测量单元的静刚度建模。从柔性球铰和柔性梁单元的柔度矩阵出发,基于变形叠加原理建立柔性测量单分支刚度矩阵,在此基础上,基于变形协调条件和六维力感知机构最简刚度模型,建立柔性并联六维力感知机构整体刚度模型,进而构建出考虑柔性测量单元的冗余八分支六维力感知机构的测量点内力与六维外载力之间的静力映射模型。再次,针对柔性机构在受到较大负载时所产生的较大变形会对力感知机构的刚度模型产生较大影响的问题,提出一种基于迭代分步加载思想的非线性连续刚度建模方法。通过分段加载将机构的受力变形过程连续化,推导出考虑机构受力变形的静力映射矩阵。通过有限元仿真验证可以发现,非线性连续刚度建模方法相较于静刚度建模方法,在建模精度方面略有提升。最后,针对柔性球铰会在力敏感元件之间产生耦合误差的问题,对比基于理想球面副的力感知机构的映射矩阵,基于迭代法深入分析柔性球铰关键尺寸参数对力感知机构测量精度所产生的影响规律,筛选最优尺寸参数,并通过有限元仿真验证优化的有效性。最终,对优化过后的六维力感知机构进行了虚拟标定及误差分析,绘制了传感器产品效果图。
吕志鹏[9]（2020）在《基于无线数据传输的旋翼六维力传感器研制》文中研究指明直升机旋翼的综合力学性能试验是直升机研制过程中的重要力学试验。通过旋翼试验台进行测试试验可获得旋翼桨叶的压力分布、旋翼动载荷和旋转动特性等动力学性能参数,为旋转机翼的翼型配置、桨叶平面形状以及桨尖形状设计提供依据。六维力传感器作为旋翼试验台中的关键测力部件,用于测量旋翼系统在旋转状态下所承受的三个方向的力和力矩。本文针对直升机旋翼试验台设计了一种可与旋翼轴连接的旋转式六维力传感器,并开发了一套与传感器配套的无线数据采集系统。本文首先介绍了六维力传感器的工作原理和整体结构,设计了弹性体结构形式,通过有限元软件分析弹性体在不同方向受载时的应力应变分布情况,确定了理想的应变片贴片位置。采用Timoshenko梁理论对弹性体进行受力分析,推导了弹性体的应变输出与弹性体几何尺寸的关系表达式,得到传感器的应变柔顺矩阵,以最小化应变柔顺矩阵的条件数为目标函数,对弹性体的结构尺寸进行了优化设计。完成了传感器数据采集部分的硬件电路设计,包括微控制器的选型、电源管理模块、信号调理模块、无线通信模块、温度检测模块的电路设计,制作了封装在传感器内部的信号采集PCB板。开发了基于ARM的数据采集软件,包括力/力矩信号的AD采集、温度信号的采集转换、信号数据的无线收发和串口发送,并编写了基于Lab VIEW的数据管理软件,可在PC上动态显示传感器采集的六维力数据及其变化曲线。搭建了由多个滑轮和砝码组成的六维力标定装置,对传感器的六个分量分别进行了静态标定,并根据标定数据对传感器标定误差的来源进行了分析,分别采用了最小二乘法、极限学习机和多输出最小二乘支持向量机三种算法对传感器进行了解耦计算,并分析了三种解耦算法的解耦精度,计算了传感器灵敏度、线性度和重复度等重要静态性能指标。
王永立[10]（2019）在《分流式并联三分支六维力传感器及其性能研究》文中提出本文根据机器人六维力传感器的使用需求,针对已有六维力传感器在实际应用中存在的拆装不便、在线标定困难等问题,研制了用于测量重载的分流式三腿正交六维力传感器和轻质易拆装的分流式三腿并联六维力传感器。两种传感器具有载荷分流、高可靠性、易拆装、测力单元和传感器支架在线更换无需二次标定等优点。本文主要研究内容如下:结合并联式三分支结构和柔性铰链,设计两种能够实现载荷分流的传感器刚柔混联支架,使大部分载荷由框架承受,而支架上的测力单元仅承受少量载荷,同时分析支架受力特点,提出结构等效法建立两种传感器的静力模型,揭示了外载与测力单元之间的力映射关系。基于各柔性铰链的受力变形,建立两种传感器支架的刚度模型,并确定测力单元与支架的载荷分流比。建立分流式三腿并联六维力传感器整体刚度模型,应用有限元软件验证该传感器的静力和刚度模型。基于静力模型,通过数值算例揭示分流式三腿并联六维力传感器结构参数与传感器性能之间的影响关系,并应用有限元软件验证分析结果。设定优化目标和合理的结构参数取值范围,应用遗传算法优化传感器性能。加工装配分流式三腿并联六维力传感器样机,并通过分析支架强度确定样机各方向量程。设计传感器标定装置,开发标定实验的数据采集与处理软件,对样机进行线性静态标定和非线性静态标定。提出适用于分流式传感器的性能评价指标,基于标定实验结果评价样机的静态性能。分析分流式三腿并联六维力传感器样机固有频率、瞬态动力响应和简谐载荷响应,确定样机的工作频带和承受冲击载荷的安全范围。将CAD变量几何法应用在并联机器人腕部六维力传感器对操作工具的重力补偿中,并进行重力补偿实验,确定了操作工具和外载的重力和重心位置。
二、基于Stewart平台的预紧式六维力传感器的研制与开发（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、基于Stewart平台的预紧式六维力传感器的研制与开发（论文提纲范文）
（1）空画容错六维力传感器设计及标定研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 六维力传感器结构弹性体研究进展 |
| 1.2.2 六维力传感器优化与仿真研究现状 |
| 1.2.3 六维力传感器标定及解耦研究现状 |
| 1.2.4 容错六维力传感器设计及错误诊断研究现状 |
| 1.3 六维力传感器研究现状总结 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 六维力传感器应变梁理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 应变式六维力传感器测量原理 |
| 2.3 传感器设计指标 |
| 2.3.1 灵敏度 |
| 2.3.2 刚度 |
| 2.3.3 维间耦合 |
| 2.3.4 条件数与解耦稳定性 |
| 2.3.5 线性度与迟滞误差 |
| 2.4 传感器应变梁理论分析 |
| 2.4.1 理论模型 |
| 2.4.2 F_z单独加载时受力分析 |
| 2.4.3 F_y单独加载时受力分析 |
| 2.4.4 M_z单独加载时受力分析 |
| 2.4.5 M_y单独加载时受力分析 |
| 2.5 应变梁优化方案 |
| 2.6 优化方案验证 |
| 2.6.1 在轨组装地面试验系统及其大量程六维力传感器 |
| 2.6.2 大量程六维力传感器有限元分析 |
| 2.6.3 优化方案效果验证 |
| 2.6.4 传感器试验标定 |
| 2.7 优化设计算法对提高力传感器灵敏度作用 |
| 2.7.1 指关节力矩传感器 |
| 2.7.2 指关节力矩传感器优化设计 |
| 2.7.3 指关节力矩传感器有限元分析 |
| 2.7.4 指关节力矩传感器标定 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 容错六维力传感器结构设计及优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冗余六维力传感器设计准则 |
| 3.3 冗余弹性体结构分析对比 |
| 3.3.1 三梁弹性体结构 |
| 3.3.2 十字梁弹性体结构 |
| 3.3.3 六梁弹性体结构 |
| 3.3.4 八梁弹性体结构 |
| 3.4 容错六维力传感器弹性体结构设计 |
| 3.5 传感器优化方案 |
| 3.5.1 设计指标与参数范围 |
| 3.5.2 容错六维力传感器优化约束条件及目标 |
| 3.5.3 多目标优化算法 |
| 3.5.4 多目标粒子群算法简介 |
| 3.5.5 优化过程 |
| 3.5.6 优化结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 空间容错六维力传感器研制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 容错六维力传感器有限元分析 |
| 4.2.1 边界条件 |
| 4.2.2 弹性体应变分析 |
| 4.2.3 弹性体应力分析 |
| 4.2.4 弹性体测量刚度 |
| 4.3 容错六维力传感器贴片位置确定 |
| 4.4 容错六维力传感器指标分析 |
| 4.5 容错六维力传感器测量电路系统设计 |
| 4.5.1 信号放大及滤波电路设计 |
| 4.5.2 模数转换模块设计 |
| 4.6 容错六维力传感器原理样机研制 |
| 4.6.1 容错六维力弹性体加工工艺流程 |
| 4.6.2 应变片粘贴步骤 |
| 4.6.3 容错六维力传感器原理样机 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 空间容错六维力传感器静态标定研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 六维力标定平台设计与误差分析 |
| 5.2.1 六维力传感器标定方案 |
| 5.2.2 标定平台设计 |
| 5.2.3 标定方案误差分析 |
| 5.3 六维力传感器标定解耦方法研究 |
| 5.3.1 基于最小二乘法的静态线性解耦 |
| 5.3.2 基于神经网络算法的静态解耦 |
| 5.4 容错六维力传感器标定测试 |
| 5.4.1 传感器静态特性 |
| 5.4.2 传感器测量灵敏度 |
| 5.4.3 传感器测量误差测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 空间容错六维力传感器错误诊断与模型重构研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 容错六维力传感器故障诊断方法研究 |
| 6.2.1 传感器常见故障分析 |
| 6.2.2 多结果对比法故障诊断 |
| 6.2.3 反算电压法故障诊断 |
| 6.2.4 支持向量机故障诊断 |
| 6.2.5 基向量空间法故障诊断 |
| 6.2.6 诊断算法对比 |
| 6.3 模型重构原理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点说明 |
| 7.3 下一步工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器研制及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 多维力传感器国内外研究现状 |
| 1.3 无线无源传感器国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究主要内容 |
| 第2章 磁致伸缩效应及无线检测实现原理 |
| 2.1 磁致伸缩效应理论基础 |
| 2.1.1 磁致伸缩效应 |
| 2.1.2 磁致伸缩机理 |
| 2.1.3 磁致伸缩逆效应 |
| 2.2 磁致伸缩材料种类、特性及应用领域 |
| 2.2.1 磁致伸缩材料的种类 |
| 2.2.2 磁致伸缩材料的相关特性 |
| 2.2.3 磁致伸缩材料相关应用领域 |
| 2.3 无线检测实现原理 |
| 2.3.1 无线无源检测系统结构 |
| 2.3.2 无线无源信号检测数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器研制 |
| 3.1 万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器设计理论 |
| 3.1.1 传感器结构设计流程 |
| 3.1.2 传感器所受弯扭耦合力形变特征分析 |
| 3.1.3 传感器结构需求分析 |
| 3.1.4 传感器结构方案设计 |
| 3.2 弯扭传感器结构建模与分析 |
| 3.2.1 传感器整体结构设计 |
| 3.2.2 传感器自解耦工作过程分析 |
| 3.3 万向节型机械自解耦弯扭传感器结构仿真分析 |
| 3.3.1 有限元分析模型边界条件设定 |
| 3.3.2 传感器装配体预紧力仿真分析 |
| 3.3.3 传感器装配体受力仿真分析 |
| 3.4 万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器样机 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 传感器解耦模型建立及结构效能分析 |
| 4.1 传感器整体受力分析 |
| 4.2 传感器解耦模型映射矩阵分析 |
| 4.2.1 传感器扭矩应变建模与分析 |
| 4.2.2 传感器弯矩应变建模与分析 |
| 4.2.3 传感器弹性体应变与外力的映射矩阵 |
| 4.3 传感器结构效能分析 |
| 4.3.1 扭矩结构效能分析 |
| 4.3.2 弯矩结构效能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多维传感器综合加载实验平台搭建及实验研究 |
| 5.1 多维传感器综合实验平台设计及无线检测系统搭建 |
| 5.1.1 多维传感器综合加载实验平台原理设计 |
| 5.1.2 实验平台整体建模与实物搭建 |
| 5.1.3 实验平台感知系统搭建 |
| 5.1.4 平台无线检测系统设计与搭建 |
| 5.1.5 平台信号分布研究 |
| 5.2 传感器静态加载实验研究 |
| 5.2.1 传感器静态加载实验步骤 |
| 5.2.2 传感器静态标定实验 |
| 5.2.3 传感器耦合加载实验 |
| 5.3 传感器动态加载实验研究 |
| 5.3.1 传感器动态加载实验步骤 |
| 5.3.2 传感器动态加载实验结果 |
| 5.4 传感器静态漂移和回滞特性 |
| 5.4.1 传感器漂移特性实验 |
| 5.4.2 传感器回滞特性实验 |
| 5.5 传感器水环境实验 |
| 5.5.1 水环境实验结果 |
| 5.5.2 水环境实验结果分析 |
| 5.6 应用展望 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）基于高次曲线的并联式六维力传感器静态标定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 传感器技术及其发展 |
| 1.2 六维力传感器研究发展现状 |
| 1.2.1 六维力传感器的国外研究现状 |
| 1.2.2 六维力传感器的国内研究现状 |
| 1.2.3 Stewart并联结构六维力传感器的发展现状 |
| 1.3 六维力传感器标定装置及标定方法研究现状 |
| 1.3.1 六维力传感器标定装置 |
| 1.3.2 六维力传感器的标定算法 |
| 1.4 课题研究意义 |
| 第2章 正交并联六维力传感器数学模型及静力分析 |
| 2.1 广义6-SPS并联结构数学模型 |
| 2.2 正交并联六维力传感器数学模型 |
| 2.3 坐标系选取对一阶静力影响矩阵的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 正交并联六维力传感器样机结构 |
| 3.1 正交并联六维力传感器结构设计 |
| 3.2 传感器样机研制 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 六维力传感器静态标定算法 |
| 4.1 基于最小二乘的数据拟合 |
| 4.1.1 最小二乘拟合 |
| 4.1.2 最小二乘拟合的基本原理 |
| 4.2 基于最小二乘曲线拟合标定算法 |
| 4.2.1 标定原理 |
| 4.2.2 求解标定矩阵 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 正交并联六维力传感器静态标定试验 |
| 5.1 静态加载试验 |
| 5.1.1 在线静态标定算法介绍 |
| 5.1.2 样机的标定系统 |
| 5.2 标定试验与结果分析 |
| 5.2.1 正交并联六维力传感器标定试验 |
| 5.2.2 标定实验结果 |
| 5.3 标定试验的拟合次数 |
| 5.3.1 正交并联六维力传感器多项式拟合 |
| 5.3.2 拟合的精确性和计算时间的问题 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间研究成果 |
（4）一种十二维力-加速度传感器的设计及仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 十二维力/加速度传感器研究现状 |
| 1.2.2 六维力/力矩传感器研究现状 |
| 1.2.3 六维加速度传感器研究现状 |
| 1.3 国内外文献综述的简析 |
| 1.3.1 六维力/力矩传感器简析 |
| 1.3.2 六维加速度传感器简析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 六维力测量模块的设计与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 十二维传感器整体结构设计 |
| 2.3 六维力测量模块设计 |
| 2.3.1 弹性体结构设计 |
| 2.3.2 单向力作用时弹性体的静力分析 |
| 2.3.3 弹性体的应变分析 |
| 2.3.4 弹性体的应力分析 |
| 2.3.5 力传感器测量原理 |
| 2.3.6 力传感器误差补偿理论研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 六维加速度测量的设计与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 六维加速度测量模块设计 |
| 3.2.1 六维加速度传感器空间几何构型设计 |
| 3.2.2 六维加速度解耦 |
| 3.2.3 六维加速度传感器构型评价 |
| 3.2.4 六维加速度传感器冗余性分析 |
| 3.2.5 六维加速度传感器安装误差分析 |
| 3.2.6 六维加速度传感器测量误差分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 传感器标定装置的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 六维力标定装置设计 |
| 4.2.1 标定原理与试验台整体结构设计 |
| 4.2.2 关键零件有限元分析 |
| 4.3 六维加速度标定装置设计 |
| 4.3.1 标定原理与试验台整体结构设计 |
| 4.3.2 电机与减速机选型计算 |
| 4.3.3 齿轮的校核计算 |
| 4.3.4 关键零件有限元分析 |
| 4.3.5 加速度采集板设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 十二维力/加速度传感器的解耦与标定研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 六维力传感器解耦研究 |
| 5.2.1 标定矩阵 |
| 5.2.2 应变片的布置及应变柔顺矩阵 |
| 5.2.3 耦合误差 |
| 5.2.4 仿真标定 |
| 5.3 六维加速度传感器标定研究 |
| 5.3.1 静态标定 |
| 5.3.2 动态标定 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（5）小尺寸大量程高精度压电式六维力传感器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 六维力测量原理研究现状 |
| 1.2.1 电阻应变式六维力传感器 |
| 1.2.2 压电式六维力传感器 |
| 1.3 六维力标定系统 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第二章 集成式测量原理可行性及力敏元件布局研究 |
| 2.1 集成式测量原理研究 |
| 2.1.1 压电效应 |
| 2.1.2 集成式压电六维力测量原理 |
| 2.1.3 测量原理可行性研究及实验验证 |
| 2.2 力敏元件布局研究 |
| 2.2.1 力敏元件布局形式 |
| 2.2.2 布局模型测量性能对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 传感器结构设计及静动力学性能研究 |
| 3.1 传感器结构设计及理想化假设 |
| 3.1.1 传感器结构设计 |
| 3.1.2 传感器理想化假设 |
| 3.2 传感器静力学模型 |
| 3.2.1 载荷传递分析 |
| 3.2.2 传感器静力学模型建立 |
| 3.2.3 传感器结构等效刚度和等效质量计算 |
| 3.3 传感器动力学模型 |
| 3.4 力敏元件结构参数对测量性能影响研究 |
| 3.4.1 石英晶片对测量性能的影响 |
| 3.4.2 电极片高度对测量性能的影响 |
| 3.4.3 绝缘薄膜高度对测量性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 传感器参数优化设计及仿真分析 |
| 4.1 基于遗传算法的参数优化设计 |
| 4.2 传感器力学性能仿真分析 |
| 4.2.1 多物理耦合场压电分析 |
| 4.2.2 传感器模型建立及网格划分 |
| 4.2.3 传感器静力学仿真分析 |
| 4.2.4 传感器动力学仿真分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 六维力传感器非线性解耦算法研究 |
| 5.1 六维力传感器解耦原理 |
| 5.2 基于BP神经网络的六维力传感器解耦 |
| 5.2.1 BP神经网络基本原理 |
| 5.2.2 BP神经网络解耦效果分析 |
| 5.3 基于PSOBP融合算法的六维力传感器解耦 |
| 5.3.1 PSOBP融合算法基本原理 |
| 5.3.2 PSOBP融合算法解耦效果分析 |
| 5.4 基于GABP融合算法的六维力传感器解耦 |
| 5.4.1 GABP融合算法基本原理 |
| 5.4.2 GABP融合算法解耦效果分析 |
| 5.5 三种算法解耦效果的对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ |
| 附录Ⅱ |
（6）六维力/力矩传感器的应变分析与数据驱动下的维间解耦（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 六维力/力矩传感器的研究背景 |
| 1.3 六维力/力矩传感器的发展趋势 |
| 1.3.1 研究方法 |
| 1.3.2 结构设计 |
| 1.3.3 解耦算法 |
| 1.4 本文的研究目的和内容 |
| 1.4.1 本文的研究目的 |
| 1.4.2 本文的研究内容 |
| 2 两类经典六维力/力矩传感器的弹性结构 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传感器结构 |
| 2.2.1 Y形横梁式结构 |
| 2.2.2 Stewart平台式结构 |
| 2.3 机械解耦原理 |
| 2.3.1 Y形横梁式结构 |
| 2.3.2 Stewart平台式结构 |
| 2.4 有限元仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 Y形横梁式结构六维力/力矩传感器的应变分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铁木辛柯梁理论 |
| 3.3 应变分析 |
| 3.3.1 轴力Fx作用 |
| 3.3.2 轴力Fz作用 |
| 3.3.3 力矩Mx作用 |
| 3.3.4 力矩Mz作用 |
| 3.4 结果对比 |
| 3.4.1 不同载荷大小下应变对比 |
| 3.4.2 不同尺寸参数下应变对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 仿真数据集驱动下的六维力/力矩传感器维间解耦 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 神经网络模型 |
| 4.2.1 神经网络结构 |
| 4.2.2 随机梯度下降的优化算法 |
| 4.3 解耦算法设计 |
| 4.3.1 传统解耦算法 |
| 4.3.2 神经网络解耦模型 |
| 4.4 结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 进一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）新型六维力传感器设计及模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 六维力传感器的研究现状综述 |
| 1.2.1 国外六维力传感器的研究现状 |
| 1.2.2 国内六维力传感器的研究现状 |
| 1.3 六维力传感器标定装置研究现状 |
| 1.4 六维力传感器解耦算法研究现状 |
| 1.5 论文的主要内容 |
| 第二章 六维力传感器的结构设计及优化 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 传感器的弹性体设计 |
| 2.2.1 平面式十字梁弹性体 |
| 2.2.2 新型非平式面弹性体 |
| 2.3 弹性体的有限元分析 |
| 2.3.1 弹性体的应变分析 |
| 2.3.2 弹性体的路径映射分析 |
| 2.3.3 弹性体的应力分析 |
| 2.4 六维力传感器弹性体优化设计 |
| 2.4.1 中心组合试验 |
| 2.4.2 响应面模型的建立 |
| 2.4.3 响应面模型的分析 |
| 2.4.4 响应面模型的优化 |
| 2.5 装配结构设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 六维力传感器传感系统设计 |
| 3.1 敏感元件的布置方案 |
| 3.2 放大电路及滤波电路设计 |
| 3.3 数据采集系统的设计 |
| 3.4 电源模块设计 |
| 3.5 上位机软件设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 六维力传感器标定平台设计 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 标定装置结构设计 |
| 4.3 静态标定原理 |
| 4.4 标定装置误差分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 六维力传感器静态解耦研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 基于线性均值标定的静态解耦算法 |
| 5.2.1 线性耦合模型的建立 |
| 5.2.2 解耦原理 |
| 5.2.3 标定实验数据与解耦效果验证 |
| 5.3 基于RBF神经网络的非线性解耦算法 |
| 5.3.1 非线性解耦算法的提出 |
| 5.3.2 样本选择与归一化处理 |
| 5.3.3 RBF基本原理与解耦模型设计 |
| 5.3.4 解耦效果验证 |
| 5.4 两种解耦算法的对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文、专利和参与的项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）冗余轮辐式六维力感知机构刚度建模理论与仿真分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 柔性六维力感知机构研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 六维力传感器的工程应用 |
| 1.4 论文的研究意义和主要内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 六维力感知机构最简刚度建模及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 冗余并联六维力感知机构定义 |
| 2.3 冗余并联结构六维力传感器定义及参数化描述 |
| 2.4 六维力感知机构的最简刚度建模方法 |
| 2.4.1 六维力感知机构的线矢量描述 |
| 2.4.2 最简刚度各向同性条件 |
| 2.5 并联结构六维力传感器构型簇的几何表达 |
| 2.6 构型算例及验证 |
| 2.6.1 冗余七分支构型算例 |
| 2.6.2 冗余八分支构型算例 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 柔性并联六维力传感器静刚度建模方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静刚度建模的基本思路 |
| 3.3 柔性铰链与柔性串联分支 |
| 3.3.1 柔性铰链建模方法 |
| 3.3.2 矩形梁单元建模方法 |
| 3.4 柔性测量单分支建模方法 |
| 3.5 柔性并联六维力感知机构整体静刚度建模 |
| 3.6 柔性并联六维力感知机构的力-力映射关系 |
| 3.7 数值算例 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 力感知机构非线性连续刚度建模及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔性测量单分支变形量分析 |
| 4.2.1 六维力感知机构刚度定义 |
| 4.2.2 弹性变形所引起的位姿变化分析 |
| 4.2.3 六维力感知机构非线性变刚度映射 |
| 4.2.4 六维力感知机构整体非线性连续性刚度建模 |
| 4.3 数值算例 |
| 4.4 非线性连续刚度建模性能评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 柔性元件典型参数对机构刚度模型的影响分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于理想球面副的力映射矩阵建模 |
| 5.3 柔性球面关节对六维力感知机构测量精度的影响分析 |
| 5.4 有限元方法验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 六维力传感器虚拟标定及样机设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 六维力传感器虚拟标定 |
| 6.2.1 虚拟标定方案 |
| 6.2.2 虚拟标定数据整理 |
| 6.2.3 虚拟标定结果 |
| 6.3 八分支各向同性六维力传感器结构设计 |
| 6.3.1 传感器弹性体及其加工方法 |
| 6.3.2 传感器三维模型 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（9）基于无线数据传输的旋翼六维力传感器研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 直升机旋翼试验台的研究现状 |
| 1.3 六维力传感器的研究现状 |
| 1.3.1 六维力传感器的典型结构 |
| 1.3.2 六维力传感器结构优化技术的研究现状 |
| 1.3.3 六维力传感器的静态解耦算法研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 六维力传感器的机械结构设计 |
| 2.1 六维力传感器的总体设计 |
| 2.2 弹性体结构设计及变形分析 |
| 2.3 应变片的布置与组桥设计 |
| 2.4 应变式六维力传感器柔顺矩阵计算 |
| 2.4.1 全桥电路测量应变原理 |
| 2.4.2 应变柔顺矩阵 |
| 2.5 基于TIMOSHENKO梁理论的弹性体应变分析 |
| 2.5.1 在F_x作用下的应变分析 |
| 2.5.2 在F_z作用下的应变分析 |
| 2.5.3 在M_x作用下的应变分析 |
| 2.5.4 在M_z作用下的应变分析 |
| 2.6 弹性体结构尺寸的优化设计 |
| 2.6.1 传感器的条件数 |
| 2.6.2 基于条件数的优化设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 六维力传感器的硬件电路系统设计 |
| 3.1 硬件电路总体结构设计 |
| 3.2 微控制器的选择 |
| 3.3 信号采集系统硬件电路设计 |
| 3.3.1 电源管理模块设计 |
| 3.3.2 信号调理模块电路设计 |
| 3.3.3 数据无线发送模块电路设计 |
| 3.3.4 温度检测电路设计 |
| 3.4 PCB封装设计及传感器实物制作 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 六维力传感器的软件系统设计 |
| 4.1 软件功能总体设计及开发环境选择 |
| 4.2 信号测量程序设计 |
| 4.2.1 力/力矩测量程序设计 |
| 4.2.2 温度检测程序设计 |
| 4.3 数据无线收发程序设计 |
| 4.4 串口通信程序设计 |
| 4.5 基于虚拟仪器技术的PC端数据管理功能开发 |
| 4.5.1 虚拟仪器简介 |
| 4.5.2 基于MSCOMM32 的数据实时接收与处理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 六维力传感器的静态标定与数据处理 |
| 5.1 静态标定实验 |
| 5.1.1 标定装置介绍 |
| 5.1.2 各分量标定实验 |
| 5.2 六维力传感器标定结果误差分析 |
| 5.2.1 传感器测量精度评价指标确立 |
| 5.2.2 传感器误差来源分析 |
| 5.3 六维力传感器的解耦算法研究 |
| 5.3.1 基于最小二乘原理的静态线性解耦 |
| 5.3.2 基于极限学习机的静态非线性解耦 |
| 5.3.3 基于MLSSVR的静态非线性解耦 |
| 5.3.4 解耦效果比较 |
| 5.4 传感器静态性能指标综合评估 |
| 5.5 小型旋翼试验台验证测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）分流式并联三分支六维力传感器及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 六维力传感器研究背景与应用状况 |
| 1.2 六维力传感器发展状况 |
| 1.2.1 国外六维力传感器发展状况 |
| 1.2.2 国内六维力传感器发展状况 |
| 1.3 柔性铰链研究与应用状况 |
| 1.4 分载式传感器研究状况 |
| 1.5 论文研究意义 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 第2章 分流式三腿正交六维力传感器研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分流式三腿正交六维力传感器静力模型 |
| 2.2.1 传感器支架结构 |
| 2.2.2 与传感器支架等效的3-SPR并联机构静力模型 |
| 2.2.3 传感器支架刚度模型 |
| 2.2.4 传感器静力映射模型 |
| 2.3 关键结构参数对传感器性能的影响 |
| 2.4 传感器标定实验结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 分流式三腿并联六维力传感器静力与刚度模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传感器结构设计 |
| 3.3 传感器理论静力模型 |
| 3.3.1 等效为含六杆闭环并联机构的传感器静力模型 |
| 3.3.2 等效为RPS型并联机构的传感器静力模型 |
| 3.3.3 等效为UPU型并联机构的传感器静力模型 |
| 3.4 传感器仿真模型 |
| 3.5 传感器刚柔混联支架刚度矩阵建模 |
| 3.5.1 各柔性运动副分布关系及刚度 |
| 3.5.2 串联和并联支链末端刚度模型 |
| 3.5.3 刚柔混联支架刚度矩阵 |
| 3.6 传感器刚度矩阵及仿真验证 |
| 3.6.1 传感器刚度矩阵 |
| 3.6.2 仿真验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 分流式三腿并联六维力传感器样机研制与标定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构参数对传感器性能的影响 |
| 4.3 仿真验证 |
| 4.4 结构优化设计 |
| 4.5 六维力传感器样机研制 |
| 4.6 传感器各方向极限载荷计算 |
| 4.7 标定系统设计 |
| 4.7.1 标定装置搭建 |
| 4.7.2 数据采集系统 |
| 4.8 传感器线性静态标定实验 |
| 4.8.1 标定实验方案 |
| 4.8.2 标定实验数据结果及拟合 |
| 4.9 传感器非线性静态标定 |
| 4.9.1 人工神经网络 |
| 4.9.2 基于Labview的传感器标定软件 |
| 4.10 本章小结 |
| 第5章 分流式三腿并联六维力传感器性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传感器的静态性能 |
| 5.2.1 量程 |
| 5.2.2 精度 |
| 5.2.3 重复度 |
| 5.2.4 迟滞 |
| 5.2.5 灵敏度 |
| 5.2.6 线性度 |
| 5.2.7 各向同性度 |
| 5.2.8 其他常规静态性能指标 |
| 5.2.9 分流度 |
| 5.2.10 偏载度 |
| 5.2.11 测力单元或支架更换后的测量精度 |
| 5.3 传感器的动态特性 |
| 5.3.1 固有频率和动态响应 |
| 5.3.2 瞬态动力学响应分析 |
| 5.3.3 谐响应分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 分流式三腿并联六维力传感器重力补偿研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 重力补偿算法 |
| 6.3 重力补偿实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
四、基于Stewart平台的预紧式六维力传感器的研制与开发（论文参考文献）
- [1]空画容错六维力传感器设计及标定研究[D]. 韩康. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [2]万向节型机械自解耦无线无源弯扭传感器研制及实验研究[D]. 王新宇. 东北电力大学, 2021(09)
- [3]基于高次曲线的并联式六维力传感器静态标定[D]. 刘朋. 华北理工大学, 2020(02)
- [4]一种十二维力-加速度传感器的设计及仿真研究[D]. 吴志伟. 哈尔滨工业大学, 2020
- [5]小尺寸大量程高精度压电式六维力传感器的研究[D]. 郇正泽. 济南大学, 2020(01)
- [6]六维力/力矩传感器的应变分析与数据驱动下的维间解耦[D]. 左盟. 浙江大学, 2020
- [7]新型六维力传感器设计及模拟研究[D]. 李修钰. 山东大学, 2020(02)
- [8]冗余轮辐式六维力感知机构刚度建模理论与仿真分析[D]. 尹航. 燕山大学, 2020(01)
- [9]基于无线数据传输的旋翼六维力传感器研制[D]. 吕志鹏. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [10]分流式并联三分支六维力传感器及其性能研究[D]. 王永立. 燕山大学, 2019(06)
标签：电阻应变式传感器论文; 六维论文; 传感器技术论文; 机器人传感器论文; 预紧力论文;