正交並聯六維力感測器及其套用研究

《 正交並聯六維力感測器及其套用研究》是2020年6月1日北京理工大學出版社出版的圖書，作者是王志軍、賀靜、崔冰艷。

基本介紹

• 書名： 正交並聯六維力感測器及其套用研究
• 作者：王志軍、賀靜、崔冰艷
• 出版社：北京理工大學出版社
• ISBN：9787568285537

內容簡介

隨著高新技術產業智慧型化進程的加快，感測器技術在其發展中逐漸占有越來越重要的地位。六維力感測器作為一類能夠檢測空間全力信息的感測器在機器人技術、生物醫療、航空航天、汽車製造等領域中有著廣泛的套用。本書提出了一種測量分支水平與豎直正交排布的正交並聯六維力感測器，對其機構理論、結構參數最佳化、靜/動態標定實驗、靜/動態解耦實驗、六維力感測器的套用等做了深入的分析研究。

本書提出了測量分支水平與豎直正交排布的正交並聯六維力感測器，實現了空間正交平面內力和力矩的部分測量解耦。面向實際測量工作的需求，提出一種簡單易行並且能夠通用於並聯結構的最佳化設計方法，以在滿足工況要求的前提下得到感測器結構。對感測器的靜、動態標定試驗進行了研究，對標定算法及試驗方法進行深入的分析和設計，為進一步提高感測器的實用性奠定基礎。為了滿足感測器使用工況要求，對該正交並聯六維力感測器進行了靜/動態解耦研究，為進一步降低感測器耦合奠定了理論基礎。最後在六維力感測器在力覺示教方面套用做了介紹，並設計了機器人力覺示教控制系統，實現機器人力覺示教軌跡運動。研究工作將對六維力感測器在工程中的實際套用奠定一定的理論和實驗基礎。

圖書目錄

第1章 緒論

1.1 研究背景

1.2 六維力感測器研究發展現狀

1.2.1 六維力感測器的國外研究現狀

1.2.2 六維力感測器的國內研究現狀

1.2.3 Stewart並聯結構六維力感測器研究現狀

1.2.4 六維力感測器標定實驗研究現狀

1.3 六維力感測器解耦研究現狀

1.3.1 不同領域解耦研究現狀

1.3.2 並在線上構解耦研究現狀

1.3.3 並聯六維力感測器解耦研究現狀

1.4 機器人力覺示教技術發展現狀

1.4.1 示教技術的解析與分類

1.4.2 力覺示教的發展前景

1.5 六維力感測器套用研究現狀

第2章 正交並聯六維力感測器數學模型及靜力學分析

2.1 基於螺旋理論的六維力感測器數學模型

2.1.1 螺旋理論概述

2.1.2 並聯多分支六維力感測器數學模型

2.2 並聯六維力感測器的靜力學分析

2.3 正交並聯六維力感測器的數學模型及靜力學分析

2.3.1 六分支感測器的數學模型

2.3.2 六分支正交並聯六維力感測器靜力平衡方程求解

2.3.3 八分支感測器的數學模型

2.3.4 八分支感測器靜力平衡方程求解

2.4 本章小結

目 錄

第3章 正交並聯六維力感測器結構性能及參數最佳化

3.1 並聯六維力感測器各向同性性能

3.1.1 力/力矩各向同性度

3.1.2 力/力矩靈敏度各向同性度

3.2 正交並聯六維力感測器各向同性度分析

3.2.1 六分支感測器結構性能分析

3.2.2 八分支正交並聯六維力感測器結構性能分析

3.3 基於工況函式的並聯六維力感測器參數最佳化

3.3.1 工況函式模型

3.3.2 基於工況函式的參數最佳化

3.4 正交並聯六維力感測器參數最佳化實例

3.4.1 工況確定

3.4.2 六分支正交並聯六維力感測器參數最佳化

3.5 本章小結

第4章 正交並聯六維力感測器靜態標定實驗研究

4.1 正交並聯六維力感測器靜態標定算法

4.1.1 六維力感測器靜態性能指標

4.1.2 正交並聯六維力感測器線上靜態載入方法

4.2 標定系統硬體組成

4.2.1 測量分支

4.2.2 樣機本體研製

4.2.3 數據採集與傳輸設備

4.3 基於LabVIEW的標定系統軟體開發

4.3.1 數據採集、存儲與顯示

4.3.2 標定算法的實現

4.3.3 六維力實時測量與顯示

4.4 標定實驗及實驗結果

4.5 六維力感測器分支變形對精度的影響

4.5.1 Stewart並聯結構六維力感測器數學模型

4.5.2 分支變形對感測器測量精度的影響

4.5.3 數值算例與仿真驗證

4.6 本章小結

第5章 正交並聯六維力感測器動態特性研究

5.1 動力學理論分析

5.1.1 測量分支動力學分析

5.1.2 六維力感測器動力學分析

5.2 模態分析

5.3 數值算例

5.4 動態特性實驗

5.4.1 動態特性實驗設備

5.4.2 實驗設備連線

5.4.3 動態特性實驗

5.5 本章小結

第6章 正交並聯六維力感測器解耦研究

6.1 正交並聯六維力感測器耦合情況分析

6.2 正交並聯六維力感測器的靜態解耦

6.3 基於最小平方法感測器靜態解耦

6.4 基於獨立成分分析（ICA）感測器靜態解耦

6.4.1 獨立成分分析定義及數學模型

6.4.2 獨立成分分析FastICA算法

6.4.3 基於獨立成分分析（ICA）的解耦

6.4.4 結果對比分析

6.5 正交並聯六維力感測器動態解耦

6.5.1 基於對角優勢矩陣的感測器動態解耦

6.5.2 基於ICA的感測器動態解耦

6.6 本章小結

第7章 正交並聯六維力感測器套用研究

7.1 機器人運動學分析

7.1.1 機器人位置與姿態描述

7.1.2 IRB26機器人運動學正解

7.1.3 IRB26機器人運動學逆解

7.1.4 力坐標變換

7.2 力覺示教硬體系統設計

7.2.1 力覺示教硬體系統的整體結構

7.2.2 IRB26機器人系統

7.2.3 力信息採集系統

7.3 力覺示教控制系統設計

7.3.1 六維力感測器重力補償算法

7.3.2 六維力感測器重力補償算法驗證

7.3.3 力覺示教控制算法研究

7.3.4 力覺示教控制算法仿真驗證

7.4 力覺示教通信連線與編程設計

7.4.1 力覺示教通信配置及RAPID語言基本結構

7.4.2 力覺示教編程設計及仿真

7.5 本章小結

結論

參考文獻