并联结构六维力传感器

第1章 绪论 1.1 引言 1.2 六维力传感器研究概况 1.2.1 六维力传感器国外研究状况 1.2.2 六维力传感器国内研究状况 1.2.3 并联结构六维力传感器研究状况 1.3 六维力传感器的应用现状 1.3.1 力传感器在机器人中的应用 1.3.2 力传感器在工农业中的应用 1.3.3 力传感器在汽车领域中的应用 1.3.4 力传感器在航空航天中的应用 1.3.5 力传感器在生物力学和医疗中的应用第2章 并联六维力传感器数学模型 2.1 引言 2.2 广义Stewart结构六维力传感器静态受力分析 2.3 Stewart结构六维力传感器静态数学模型 2.3.1 经典6／6型Stewart结构六维力传感器数学模型 2.3.2 双环型Stewart结构六维力传感器数学模型 2.3.3 6／3—3型Stewa／t结构六维力传感器数学模型 2.4 双层预紧式并联六维力传感器数学模型 2.4.1 双层多分支结构六维力传感器数学模型 2.4.2 双层七分支结构六维力传感器数学模型第3章 并联式六维力传感器评价指标 3.1 引言 3.2 六维力传感器各向同性性能评价指标 3.2.1 各向同性理论分析 3.2.2 基于条件数的各向同性评价指标 3.2.3 力与力矩各向同性度指标 3.2.4 正向和逆向各向同性度指标 3.2.5 解耦性能约束条件 3.2.6 满足解耦性能约束条件的各向同性度指标 3.3 各向同性结构六维力传感器灵敏度分析 3.3.1 传感器各个分量的灵敏度分析 3.3.2 传感器综合灵敏度分析 3.4 各向同性的物理意义及其推广第4章 并联六维力传感器各向同性解析分析 4.1 引言 4.2 经典6／6型Stewart结构力传感器各向同性解析分析 4.2.1 经典6／6型Stewart结构力传感器完全各向同性分析 4.2.2 经典6／6型Stewart结构力传感器各向同性度指标之间制约关系 4.2.3 经典6／6型Stewart结构力传感器各向同性综合性能分析 4.3 双环型Stewart结构力传感器各向同性解析分析 4.3.1 双环型Stewart结构力传感器各向同性性能分析 4.3.2等杆长双环型Stewart结构力传感器各向同性解析分析 4.4 等杆长6／3—3型Stewait结构力传感器各向同性解析设计 4.4.1 等杆长6／3—3型Stewart结构力传感器各向同性解析表达式 4.4.2 各向同性解有效性及有效区间的确定 4.4.3 传感器各向同性设计数值实例第5章 整体预紧式六维力传感器构型及其超静定分析 5.1 引言 5.2 整体预紧式多分支六维力传感器构型 5.2.1 球窝锥头式球面副 5.2.2 测量分支数目的确定 5.2.3 预紧式六维力传感器结构组成及其特点 5.3 整体预紧式六维力传感器超静定分析 5.3.1 传感器静力平衡方程求解 5.3.2 预紧式Stewart结构六维力传感器超静定分析 5.3.3 任意n—SS Stewart结构六维力传感器超静定受力分析 5.3.4 基于加权广义逆的预紧式六维力传感器超静定分析 5.4 预紧式六维力传感器结构稳定性分析 5.4.1 预紧力确定方法 5.4.2 传感器预紧力求取数值算例第6章 并联式六维力传感器结构参数优化 6.1 引言 6.2 基于各向同性的六维力传感器结构参数优化 6.2.1 六维力传感器性能图谱研究 6.2.2 六维力传感器遗传算法优化 6.3 面向任务的六维力传感器结构参数优化 6.3.1 面向任务的六维力传感器优化准则 6.3.2 面向任务的六维力传感器优化流程 6.3.3 六维力传感器结构优化实例第7章 整体预紧式六维力传感器结构设计与样机研制 7.1 引言 7.2 大量程超静定六维力传感器结构设计与样机研制 7.2.1 传感器设计整体思路 7.2.2 传感器结构位形的确定 7.2.3 预紧支路设计 7.2.4 分支杆设计 7.2.5 传感器整体结构模型 7.2.6 关键零部件的校核 7.2.7 大量程超静定六维力传感器样机 7.3 双层预紧式六维力传感器结构设计与样机研制 7.3.1 测量分支结构设计 7.3.2 传感器整体结构设计 7.3.3 数据采集系统设计与开发 7.3.4 双层预紧式六维力传感器样机第8章 六维力传感器静态标定研究 8.1 引言 8.2 六维力传感器标定系统设计 8.2.1 大量程超静定六维力传感器静态标定系统 8.2.2 双层预紧式六维力传感器静态标定系统 8.3 六维力传感器静态标定理论研究 8.3.1 六维力传感器综合静态性能评价指标 8.3.2 六维力传感器非线性静态标定研究 8.4 六维力传感器静态标定实验 8.4.1 静态标定步骤 8.4.2 大量程超静定六维力传感器静态标定实验 8.4.3 双层预紧式六维力传感器静态标定实验第9章 六维力传感器动态标定 9.1 引言 9.2 预紧式六维力传感器振动力学理论分析 9.2.1 单分支振动力学方程 9.2.2 传感器振动力学方程 9.2.3 传感器系统运动微分方程求解 9.2.4 双层预紧式传感器运动微分方程求解实例 9.3 六维力传感器动态性能仿真研究 9.3.1 基于ANSYS的大量程超静定六维力传感器动态特性仿真 9.3.2 基于ADAMS的双层预紧式六维力传感器动态特性仿真 9.4 六维力传感器动态标定实验研究 9.4.1 大量程超静定六维力传感器动态标定实验 9.4.2 双层预紧式六维力传感器动态标定实验第10章 六维力传感器的力控制理论与实验研究 10.1 引言 10.2 典型力控制模型与算法研究 10.2.1 六维力传感器检测的局限性 10.2.2 曲面跟踪运动力控制算法研究 10.2.3 轴孔装配力控制算法研究 10.3 典型力控制实验研究 10.3.1 基于六维力传感器的力控制机器人系统组成 10.3.2 控制系统软件开发 10.3.3 曲面跟踪力控制实验研究 10.3.4 轴孔装配力控制实验研究参考文献

《并联结构六维力传感器》较为全面地介绍了并联结构六维力传感器的基本构型、测力原理、性能指标、优化设计、标定实验和典型应用，是作者赵永生、姚建涛、侯雨雷、王志军在多年从事传感器科研的基础上写成，内容丰富、全面、新颖，叙述力求深入浅出。本书共 10章，涉及并联式六维力传感器从构型设计、性能评价、结构优化、样机研制、标定测试直至具体应用的整个流程，介绍了基于螺旋理论的传感器数学建模方法，定义并解析分析了各向同性指标，提出多种整体预紧式六维力传感器构型，基于各向同性和面向任务开展传感器结构优化设计，研制出两种传感器样机，并针对其开展了静态和动态标定研究，最后阐述了六维力传感器在力控制领域的应用。 本书可以作为高等院校机械工程学科、控制科学与工程及测试计量技术与仪器等专业的研究生教材，还可以作为广大从事传感器与检测技术有关科技人员的参考用书。