Návrh a výzkum nového typu vysoce přesného šestiosého snímače síly

2025-03-01

Tradiční jednoosé snímače síly již nemohou splňovat potřeby moderní výroby a technologie. Šestiosé snímače síly stále více přitahují pozornost mnoha vědců. Šestiosé snímače síly mohou měřit síly a krouticí momenty v šesti směrech současně a jsou široce používány ve strojích, robotických ramenech, letectví, biomedicíně a dalších oborech. Šestiosé snímače síly, které jsou v současnosti studovány, však obecně mají mnoho problémů. Pro další výzkum jsou naléhavě potřeba vysoce přesné a vysoce citlivé senzory. Tento článek kombinuje teoretickou analýzu, simulaci metodou konečných prvků a simulační experimenty a optimalizuje strukturu senzoru na základě existujícího výzkumu senzorů. Je navržen nový typ vysoce přesného šestiosého snímače síly. Mezi hlavní obsah výzkumu patří:

1. Po hloubkové analýze různých výkonů senzoru a prozkoumání zákonitostí změn výkonu senzoru s geometrickými parametry senzoru. Je navržen nový typ konstrukce šestiosého snímače síly složeného nosníku. Snímač má jednoduchou konstrukci, zřejmou deformaci a snadné ovládání polohy záplaty. Pro stanovení rozměrových parametrů snímače se používá ortogonální test a metoda simulace konečných prvků.

2. Pomocí softwaru pro analýzu abaqus vytvořte model senzoru a proveďte statickou a dynamickou analýzu senzoru. Získá se rozložení deformace snímače při zatížení vnější silou a vlastní frekvence prvních šesti řádů snímače. Výsledky ukazují, že snímač má dobrou linearitu.

3. Na základě základního principu Whitsovy přepěťové hlavice určete uspořádání šestirozměrného snímače síly. Na základě výsledků analýzy metody konečných prvků určete oblast deformace pružného tělesa, zkombinujte měřítko struktury snímače a proveďte na ní přiměřené rozložení. A přiměřeně zvyšte výstup a omezte problém interdimenzionální vazby šestirozměrného snímače síly na náplasti.

4. Vyvinout speciální kalibrační zařízení pro senzor. Podle konstrukce a tvaru snímače navrhněte sadu speciálních zařízení pro kalibraci snímače. Podle výsledků simulačního experimentu je snímač odpojen. Použijte čtvercovou metodu a metodu BP neuronové sítě k výpočtu vztahu mezi nimi a dokončete kalibrační studii senzoru. Studie ukazuje, že metoda BP neuronové sítě má lepší decoupling efekt.

RELATED NEWS