《並聯結構六維力感測器》較為全面地介紹了並聯結構六維力感測器的基本構型、測力原理、性能指標、最佳化設計、標定實驗和典型套用，是作者趙永生、姚建濤、侯雨雷、王志軍在多年從事感測器科研的基礎上寫成，內容豐富、全面、新穎，敘述力求深入淺出。全書共10章，涉及並聯式六維力感測器從構型設計、性能評價、結構最佳化、樣機研製、標定測試直至具體套用的整個流程，介紹了基於螺旋理論的感測器數學建模方法，定義並解析分析了各向同性指標，提出多種整體預緊式六維力感測器構型，基於各向同性和面向任務開展感測器結構最佳化設計，研製出兩種感測器樣機，並針對其開展了靜態和動態標定研究，最後闡述了六維力感測器在力控制領域的套用。
基本介紹
- 書名：並聯結構六維力感測器
- 作者：趙永生 姚建濤
- 出版日期：2014年4月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787118091830
- 外文名：Parallel Six-Axis Force Sensor
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：191頁
- 開本：16
- 品牌：國防工業出版社
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《並聯結構六維力感測器》可以作為高等院校機械工程學科、控制科學與工程及測試計量技術與儀器等專業的研究生教材，還可以作為廣大從事感測器與檢測技術有關科技人員的參考用書。
圖書目錄
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 六維力感測器研究概況
1.2.1 六維力感測器國外研究狀況
1.2.2 六維力感測器國內研究狀況
1.2.3 並聯結構六維力感測器研究狀況
1.3 六維力感測器的套用現狀
1.3.1 力感測器在機器人中的套用
1.3.2 力感測器在工農業中的套用
1.3.3 力感測器在汽車領域中的套用
1.3.4 力感測器在航空航天中的套用
1.3.5 力感測器在生物力學和醫療中的套用
第2章 並聯六維力感測器數學模型
2.1 引言
2.2 廣義Stewart結構六維力感測器靜態受力分析
2.3 Stewart結構六維力感測器靜態數學模型
2.3.1 經典6/6型Stewart結構六維力感測器數學模型
2.3.2 雙環型Stewart結構六維力感測器數學模型
2.3.3 6/3—3型Stewa/t結構六維力感測器數學模型
2.4 雙層預緊式並聯六維力感測器數學模型
2.4.1 雙層多分支結構六維力感測器數學模型
2.4.2 雙層七分支結構六維力感測器數學模型
第3章 並聯式六維力感測器評價指標
3.1 引言
3.2 六維力感測器各向同性性能評價指標
3.2.1 各向同性理論分析
3.2.2 基於條件數的各向同性評價指標
3.2.3 力與力矩各向同性度指標
3.2.4 正向和逆向各向同性度指標
3.2.5 解耦性能約束條件
3.2.6 滿足解耦性能約束條件的各向同性度指標
3.3 各向同性結構六維力感測器靈敏度分析
3.3.1 感測器各個分量的靈敏度分析
3.3.2 感測器綜合靈敏度分析
3.4 各向同性的物理意義及其推廣
第4章 並聯六維力感測器各向同性解析分析
4.1 引言
4.2 經典6/6型Stewart結構力感測器各向同性解析分析
4.2.1 經典6/6型Stewart結構力感測器完全各向同性分析
4.2.2 經典6/6型Stewart結構力感測器各向同性度指標之間制約關係
4.2.3 經典6/6型Stewart結構力感測器各向同性綜合性能分析
4.3 雙環型Stewart結構力感測器各向同性解析分析
4.3.1 雙環型Stewart結構力感測器各向同性性能分析
4.3.2等桿長雙環型Stewart結構力感測器各向同性解析分析
4.4 等桿長6/3—3型Stewait結構力感測器各向同性解析設計
4.4.1 等桿長6/3—3型Stewart結構力感測器各向同性解析表達式
4.4.2 各向同性解有效性及有效區間的確定
4.4.3 感測器各向同性設計數值實例
第5章 整體預緊式六維力感測器構型及其超靜定分析
5.1 引言
5.2 整體預緊式多分支六維力感測器構型
5.2.1 球窩錐頭式球面副
5.2.2 測量分支數目的確定
5.2.3 預緊式六維力感測器結構組成及其特點
5.3 整體預緊式六維力感測器超靜定分析
5.3.1 感測器靜力平衡方程求解
5.3.2 預緊式Stewart結構六維力感測器超靜定分析
5.3.3 任意n—SS Stewart結構六維力感測器超靜定受力分析
5.3.4 基於加權廣義逆的預緊式六維力感測器超靜定分析
5.4 預緊式六維力感測器結構穩定性分析
5.4.1 預緊力確定方法
5.4.2 感測器預緊力求取數值算例
第6章 並聯式六維力感測器結構參數最佳化
6.1 引言
6.2 基於各向同性的六維力感測器結構參數最佳化
6.2.1 六維力感測器性能圖譜研究
6.2.2 六維力感測器遺傳算法最佳化
6.3 面向任務的六維力感測器結構參數最佳化
6.3.1 面向任務的六維力感測器最佳化準則
6.3.2 面向任務的六維力感測器最佳化流程
6.3.3 六維力感測器結構最佳化實例
第7章 整體預緊式六維力感測器結構設計與樣機研製
7.1 引言
7.2 大量程超靜定六維力感測器結構設計與樣機研製
7.2.1 感測器設計整體思路
7.2.2 感測器結構位形的確定
7.2.3 預緊支路設計
7.2.4 分支桿設計
7.2.5 感測器整體結構模型
7.2.6 關鍵零部件的校核
7.2.7 大量程超靜定六維力感測器樣機
7.3 雙層預緊式六維力感測器結構設計與樣機研製
7.3.1 測量分支結構設計
7.3.2 感測器整體結構設計
7.3.3 數據採集系統設計與開發
7.3.4 雙層預緊式六維力感測器樣機
第8章 六維力感測器靜態標定研究
8.1 引言
8.2 六維力感測器標定系統設計
8.2.1 大量程超靜定六維力感測器靜態標定系統
8.2.2 雙層預緊式六維力感測器靜態標定系統
8.3 六維力感測器靜態標定理論研究
8.3.1 六維力感測器綜合靜態性能評價指標
8.3.2 六維力感測器非線性靜態標定研究
8.4 六維力感測器靜態標定實驗
8.4.1 靜態標定步驟
8.4.2 大量程超靜定六維力感測器靜態標定實驗
8.4.3 雙層預緊式六維力感測器靜態標定實驗
第9章 六維力感測器動態標定
9.1 引言
9.2 預緊式六維力感測器振動力學理論分析
9.2.1 單分支振動力學方程
9.2.2 感測器振動力學方程
9.2.3 感測器系統運動微分方程求解
9.2.4 雙層預緊式感測器運動微分方程求解實例
9.3 六維力感測器動態性能仿真研究
9.3.1 基於ANSYS的大量程超靜定六維力感測器動態特性仿真
9.3.2 基於ADAMS的雙層預緊式六維力感測器動態特性仿真
9.4 六維力感測器動態標定實驗研究
9.4.1 大量程超靜定六維力感測器動態標定實驗
9.4.2 雙層預緊式六維力感測器動態標定實驗
第10章 六維力感測器的力控制理論與實驗研究
10.1 引言
10.2 典型力控制模型與算法研究
10.2.1 六維力感測器檢測的局限性
10.2.2 曲面跟蹤運動力控制算法研究
10.2.3 軸孔裝配力控制算法研究
10.3 典型力控制實驗研究
10.3.1 基於六維力感測器的力控制機器人系統組成
10.3.2 控制系統軟體開發
10.3.3 曲面跟蹤力控制實驗研究
10.3.4 軸孔裝配力控制實驗研究
參考文獻
1.1 引言
1.2 六維力感測器研究概況
1.2.1 六維力感測器國外研究狀況
1.2.2 六維力感測器國內研究狀況
1.2.3 並聯結構六維力感測器研究狀況
1.3 六維力感測器的套用現狀
1.3.1 力感測器在機器人中的套用
1.3.2 力感測器在工農業中的套用
1.3.3 力感測器在汽車領域中的套用
1.3.4 力感測器在航空航天中的套用
1.3.5 力感測器在生物力學和醫療中的套用
第2章 並聯六維力感測器數學模型
2.1 引言
2.2 廣義Stewart結構六維力感測器靜態受力分析
2.3 Stewart結構六維力感測器靜態數學模型
2.3.1 經典6/6型Stewart結構六維力感測器數學模型
2.3.2 雙環型Stewart結構六維力感測器數學模型
2.3.3 6/3—3型Stewa/t結構六維力感測器數學模型
2.4 雙層預緊式並聯六維力感測器數學模型
2.4.1 雙層多分支結構六維力感測器數學模型
2.4.2 雙層七分支結構六維力感測器數學模型
第3章 並聯式六維力感測器評價指標
3.1 引言
3.2 六維力感測器各向同性性能評價指標
3.2.1 各向同性理論分析
3.2.2 基於條件數的各向同性評價指標
3.2.3 力與力矩各向同性度指標
3.2.4 正向和逆向各向同性度指標
3.2.5 解耦性能約束條件
3.2.6 滿足解耦性能約束條件的各向同性度指標
3.3 各向同性結構六維力感測器靈敏度分析
3.3.1 感測器各個分量的靈敏度分析
3.3.2 感測器綜合靈敏度分析
3.4 各向同性的物理意義及其推廣
第4章 並聯六維力感測器各向同性解析分析
4.1 引言
4.2 經典6/6型Stewart結構力感測器各向同性解析分析
4.2.1 經典6/6型Stewart結構力感測器完全各向同性分析
4.2.2 經典6/6型Stewart結構力感測器各向同性度指標之間制約關係
4.2.3 經典6/6型Stewart結構力感測器各向同性綜合性能分析
4.3 雙環型Stewart結構力感測器各向同性解析分析
4.3.1 雙環型Stewart結構力感測器各向同性性能分析
4.3.2等桿長雙環型Stewart結構力感測器各向同性解析分析
4.4 等桿長6/3—3型Stewait結構力感測器各向同性解析設計
4.4.1 等桿長6/3—3型Stewart結構力感測器各向同性解析表達式
4.4.2 各向同性解有效性及有效區間的確定
4.4.3 感測器各向同性設計數值實例
第5章 整體預緊式六維力感測器構型及其超靜定分析
5.1 引言
5.2 整體預緊式多分支六維力感測器構型
5.2.1 球窩錐頭式球面副
5.2.2 測量分支數目的確定
5.2.3 預緊式六維力感測器結構組成及其特點
5.3 整體預緊式六維力感測器超靜定分析
5.3.1 感測器靜力平衡方程求解
5.3.2 預緊式Stewart結構六維力感測器超靜定分析
5.3.3 任意n—SS Stewart結構六維力感測器超靜定受力分析
5.3.4 基於加權廣義逆的預緊式六維力感測器超靜定分析
5.4 預緊式六維力感測器結構穩定性分析
5.4.1 預緊力確定方法
5.4.2 感測器預緊力求取數值算例
第6章 並聯式六維力感測器結構參數最佳化
6.1 引言
6.2 基於各向同性的六維力感測器結構參數最佳化
6.2.1 六維力感測器性能圖譜研究
6.2.2 六維力感測器遺傳算法最佳化
6.3 面向任務的六維力感測器結構參數最佳化
6.3.1 面向任務的六維力感測器最佳化準則
6.3.2 面向任務的六維力感測器最佳化流程
6.3.3 六維力感測器結構最佳化實例
第7章 整體預緊式六維力感測器結構設計與樣機研製
7.1 引言
7.2 大量程超靜定六維力感測器結構設計與樣機研製
7.2.1 感測器設計整體思路
7.2.2 感測器結構位形的確定
7.2.3 預緊支路設計
7.2.4 分支桿設計
7.2.5 感測器整體結構模型
7.2.6 關鍵零部件的校核
7.2.7 大量程超靜定六維力感測器樣機
7.3 雙層預緊式六維力感測器結構設計與樣機研製
7.3.1 測量分支結構設計
7.3.2 感測器整體結構設計
7.3.3 數據採集系統設計與開發
7.3.4 雙層預緊式六維力感測器樣機
第8章 六維力感測器靜態標定研究
8.1 引言
8.2 六維力感測器標定系統設計
8.2.1 大量程超靜定六維力感測器靜態標定系統
8.2.2 雙層預緊式六維力感測器靜態標定系統
8.3 六維力感測器靜態標定理論研究
8.3.1 六維力感測器綜合靜態性能評價指標
8.3.2 六維力感測器非線性靜態標定研究
8.4 六維力感測器靜態標定實驗
8.4.1 靜態標定步驟
8.4.2 大量程超靜定六維力感測器靜態標定實驗
8.4.3 雙層預緊式六維力感測器靜態標定實驗
第9章 六維力感測器動態標定
9.1 引言
9.2 預緊式六維力感測器振動力學理論分析
9.2.1 單分支振動力學方程
9.2.2 感測器振動力學方程
9.2.3 感測器系統運動微分方程求解
9.2.4 雙層預緊式感測器運動微分方程求解實例
9.3 六維力感測器動態性能仿真研究
9.3.1 基於ANSYS的大量程超靜定六維力感測器動態特性仿真
9.3.2 基於ADAMS的雙層預緊式六維力感測器動態特性仿真
9.4 六維力感測器動態標定實驗研究
9.4.1 大量程超靜定六維力感測器動態標定實驗
9.4.2 雙層預緊式六維力感測器動態標定實驗
第10章 六維力感測器的力控制理論與實驗研究
10.1 引言
10.2 典型力控制模型與算法研究
10.2.1 六維力感測器檢測的局限性
10.2.2 曲面跟蹤運動力控制算法研究
10.2.3 軸孔裝配力控制算法研究
10.3 典型力控制實驗研究
10.3.1 基於六維力感測器的力控制機器人系統組成
10.3.2 控制系統軟體開發
10.3.3 曲面跟蹤力控制實驗研究
10.3.4 軸孔裝配力控制實驗研究
參考文獻
