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两种新型应变式多维力传感器的设计与研究

致谢第9-10页
摘要第10-12页
ABSTRACT第12-14页
第一章 绪论第24-40页
    1.1 引言第24页
    1.2 多维力/力矩传感器的分类第24-29页
        1.2.1 应变式多维力/力矩传感器第24-27页
        1.2.2 压电式多维力/力矩传感器第27页
        1.2.3 电容式多维力/力矩传感器第27-28页
        1.2.4 光电式多维力/力矩传感器第28-29页
        1.2.5 压阻式多维力/力矩传感器第29页
    1.3 应变式多维力/力矩传感器的设计第29-30页
    1.4 高速作业机器人用六维腕力/力矩传感器第30-34页
        1.4.1 研究背景及意义第30-31页
        1.4.2 十字梁式六维腕力/力矩传感器发展综述第31-34页
    1.5 可测上升流的三维流速传感器第34-38页
        1.5.1 研究背景及意义第34页
        1.5.2 海流计发展综述第34-38页
    1.6 课题来源及主要研究内容第38-40页
第二章 高速作业机器人用腕力传感器的结构设计第40-57页
    2.1 概述第40页
    2.2 新型六维腕力传感器的设计思路第40-42页
        2.2.1 带浮动梁腕力传感器第40-41页
        2.2.2 新型六维腕力传感器的设计思路第41-42页
    2.3 力学分析第42-47页
        2.3.1 H梁与浮动梁的对比第42-46页
        2.3.2 单梁与平行梁的对比第46-47页
    2.4 新型六维腕力传感器的设计第47-49页
    2.5 应变片位置及桥路连接第49-54页
        2.5.1 新型传感器的有限元仿真第49-51页
        2.5.2 贴片位置及桥路连接第51-54页
    2.6 算例第54-55页
    2.7 本章小结第55-57页
第三章 基于应变式六维力传感器的机器人运动误差研究第57-74页
    3.1 概述第57页
    3.2 机器人运动学基础第57-60页
        3.2.1 机器人的微分运动第57-60页
        3.2.2 雅克比矩阵第60页
    3.3 机器人位姿误差模型第60-62页
    3.4 末端位姿误差模型验证第62-66页
        3.4.1 误差模型的验证理论第62-63页
        3.4.2 算例验证第63-66页
    3.5 误差源分析第66-68页
        3.5.1 位置误差分析第66-68页
        3.5.2 举例说明第68页
    3.6 末端位姿误差在线补偿第68-72页
        3.6.1 误差在线补偿方法第68-70页
        3.6.2 在线误差补偿算例第70-72页
    3.8 本章小结第72-74页
第四章 六维腕力传感器的优化设计第74-103页
    4.1 概述第74页
    4.2 六维力传感器性能评价标准第74-76页
    4.3 结构优化第76-81页
        4.3.1 H梁的孔型选择第76-77页
        4.3.2 径向梁竖孔的孔型选择第77-78页
        4.3.3 平行梁的孔型选择第78-81页
    4.4 尺寸优化第81-94页
        4.4.1 单因素分析第82-89页
        4.4.2 优化分析第89-94页
    4.5 实验第94-101页
        4.5.1 实验结构模型的参数设置第94-95页
        4.5.2 实验方法第95-99页
        4.5.3 实验结果分析第99-101页
    4.6 本章小结第101-103页
第五章 三维流速传感器的测量原理第103-120页
    5.1 概述第103页
    5.2 三维流速传感器第103-105页
        5.2.1 水平流速测量装置第104页
        5.2.2 垂直流速测量装置第104-105页
    5.3 水平流速测量原理第105-111页
        5.3.1 圆球绕流理论第105-108页
        5.3.2 圆球绕流仿真计算第108-111页
    5.4 垂直流速测量原理第111-116页
        5.4.1 圆盘绕流升力理论第111-112页
        5.4.2 平板绕流仿真第112-114页
        5.4.3 圆盘绕流仿真第114-116页
    5.5 三维流速传感器整体装置的流体仿真第116-118页
    5.6 本章小结第118-120页
第六章 三维流速传感器的设计与优化第120-143页
    6.1 概述第120页
    6.2 水平测量装置力学分析第120-126页
        6.2.1 建立模型第120-121页
        6.2.2 水平测量装置的应变计算第121-124页
        6.2.3 模型的有限元仿真分析第124-126页
    6.3 实验第126-128页
        6.3.1 应变片贴放及电路连接第126-127页
        6.3.2 实验结果分析第127-128页
    6.4 十字梁的优化、强度验证、频率特性研究及维间耦合分析第128-134页
        6.4.1 十字梁的优化第128-130页
        6.4.2 强度校验第130-131页
        6.4.3 频率特性第131-133页
        6.4.4 维间耦合分析第133-134页
    6.5 放大机构原理第134-141页
        6.5.1 放大机构基本原理第134-135页
        6.5.2 放大机构的力传递的探索第135-141页
        6.5.3 放大机构的仿真算例第141页
    6.6 本章小结第141-143页
第七章 应变式传感器结构设计总结第143-152页
    7.1 概述第143页
    7.2 应变式传感器弹性体性能第143页
    7.3 传感器结构设计总结第143-151页
        7.3.1 根据应用环境,调整弹性体尺寸满足性能要求第144页
        7.3.2 调整弹性体结构,增大有效作用力第144-146页
        7.3.3 采用合适的结构,对微小力放大后再测量第146-147页
        7.3.4 使应力集中于测量点,即弹性体变形集中在测量点第147-150页
        7.3.5 合理的质量分布,提高固有频率第150-151页
    7.4 本章小结第151-152页
第八章 总结与展望第152-154页
    8.1 论文主要工作与创新点第152-153页
    8.2 展望第153-154页
参考文献第154-165页
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况第165页

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