摘要：六维力传感器力敏元件的结构设计是实现低耦合、高精度性能的关键,标准Gough-Stewart结构六维力传感器力各向同性度的最佳值为0.707,其力各向同性的本质不可达特性直接影响测量精度。为此采用广义Gough-Stewart结构设计六维力传感器,通过具有最小结构参数描述集的复合单叶双曲面描述定义、分析力各向同性问题,推导了封闭、解析的数学描述,证明了其力各向同性的可达性,提出了满足力测量中心位置需求的力各向同性空间六维力传感器Gough-Stewart并联结构设计方法。研究表明所提出的设计和综合方法不仅是一种构造一类力各向同性广义GoughStewart结构六维力传感器的新方法,还是一种并联机构构型综合的新方法。

摘要：加油装置是加油机的重要发展方向之一,加油接头力传感器是其自动卸荷系统消除动臂载荷实现闭环控制的重要设备,但目前国内尚无该类设备满足实际装机使用要求。通过对加油接头力传感器进行总体设计研究,解决电路与燃油通道隔离及电磁屏蔽,尽量消除俯仰与滚转测量的串扰等问题,将弹性体设计为管状结构,确定合理的应变敏感位置。在小外廓尺寸前提下实现其内径同伸缩管及加油接头的内径一致,保证加油系统结构的最优设计,并提高了测量精度。通过输出灵敏度等设计、分析与测试验证,实现了动臂载荷的安全可靠和准确测量,为该机载设备研制提供了支撑。

摘要：目前研究并联结构六维力传感器多以各向同性作为传感器性能优劣的评价指标,而实际中,传感器是用来执行一定的任务,而这一任务并不一定需要传感器为各向同性的结构。故而,面向任务的传感器结构设计具有重要的工程实践意义。基于此,应用螺旋理论建立并联式六维力传感器的静态数学模型;基于抓取规划中作业建模思想,建立传感器的任务模型,并将任务模型分为力椭球模型和力矩椭球模型;系统深入地研究传感器模型和任务模型之间的关系。推导出传感器结构参数与任务模型之间的解析关系式,提出基于任务的传感器性能优劣评价的数学描述。以新型整体预紧式双层并联结构六维力传感器为例,针对执行插销作业和探测任务分别进行具体的传感器结构参数设计,得到了传感器结构参数与任务之间的关系式。研究内容为并联结构传感器在实际应用中的结构设计奠定了基础。

摘要：着重介绍原子力显微镜力传感器的要求和力传感器设计的有关问题，并提供一种用图表设计结构尺寸的方法。

摘要：在微创外科手术机器人系统中,力反馈功能的实现可以提高外科医生在手术中的灵活性,降低患者组织和器官损伤的风险。为实现手术过程中力的检测,设计了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的微创外科手术机器人多维力传感器并研究其解耦方法。该多维力传感器由3条间隔120°的光纤布拉格光栅沿轴向粘贴于手术工具杆末端构成。首先在对传感器应力分析的基础上使用最小二乘法解耦,但由于装配等因素使传感器输入输出之间增加了非线性成分,因此使用前馈神经网络对多维力传感器进行非线性解耦。其次从理论和实验两方面分析了穿刺器的平移对解耦之后的力的影响。实验结果表明,前馈神经网络解耦多维力传感器的效果较好,3个相互垂直方向上的平均误差分别为0.05, 0.07和0.18 N;穿刺器平移后力检测的最大平均误差为0.036 N,可以忽略不计。设计的传感器、解耦方法以及对穿刺器平移影响的分析均具有很强的实用性。

摘要：提出机器人力传感器各向同性的概念，讨论各向同性的等价条件和对于坐标变换的不变性，阐明各向同性与最大信息量之间的联系，各向同性的结构可实现条件．最后，研究机器人传感器的任务模型和基于任务的传感器优化设计的原则．面向任务的性能指标用于衡量在一定环境下提高传感器获取信息能力的方向．所述原理对于机器人其它外部传感器也适用．

摘要：基于压磁效应原理,对大马力拖拉机电液提升控制专用力传感器的磁路结构进行了研究。分析了该力传感器的工况和现有柱状磁芯型力传感器的磁路工作原理,并针对其不足提出了一种十字芯型的力传感器磁路结构方案,将现有柱状磁芯型力传感器产品的受力维度从二维变为三维,在同等受力变形的基础上增大了磁路结构的变形程度,增加了磁场的偏置程度,提高了传感器的灵敏度与线性度。建立了磁结构的三维模型与磁路数学模型,并基于Matlab/Simulink模块分别建立了柱状磁芯型与十字芯型2种力传感器的系统仿真模型。结果表明,与柱状磁芯型力传感器相比,十字芯型力传感器线性度由1.85%降低为0.08%,灵敏度由0.09 mV/kN提高为0.21 mV/kN,适用于重载荷作用下电液提升系统中力的测量与控制,能够更好地适应恶劣的工作环境,提升拖拉机的耕作效果。

摘要：介绍基于并联 4 - SPS& 1- U PU结构的新型五维力 /力矩传感器的结构特点 ,并分析计算了其力与应变之间的转换关系及其力、力矩各向同性度 ,为该五维力 /力矩传感器的设计和使用提供了理论依据 ,分析计算结果表明该传感器是力与力矩解耦和力矩各向同性的。该传感器采用弹性球铰替代普通球铰 ,弹性虎克铰替代普通虎克铰 ,具有结构灵巧、工艺好等优点 ,可应用到机器人手指和其他使用多维力

摘要：对不同接触形式的球头副的载荷偏心量和接触应力进行了分析,并设计了9对不同接触形式、不同结构尺寸的球头副进行方位误差测量。实验结果发现,相对于球面球面点接触形式球头副,球面平面点接触形式球头副的方位误差更小,球面球面完全接触形式球头副与球面平面点接触形式球头副的偏心载荷相当;调整角度较小时,可以选用球面球面点接触或球面球面完全接触,调整角度较大时,宜采用球面平面点接触或半径较小的球面球面完全接触。

摘要：提出了一种新型的基于Stewart平台的预紧式六维力传感器结构,并对其进行了位姿误差分析。以经典Stewart平台六维力传感器为比较对象,描述了新型预紧式六维力传感器的结构特点;综合利用影响系数法和矢量法建立其位姿误差模型,定义位姿误差灵敏度指标并据此绘制误差灵敏度直方图以分析不同误差因素对传感器位姿误差的影响;最后,研制出传感器样机并完成了标定实验。实验结果表明,该传感器测力精度在1%以内。所研究内容对六维力传感器的设计制造和实验标定具有理论指导意义。