高灵敏度大量程六维力传感器设计

吴清文夏明一李行陈立恒韩康

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;

摘要：

为满足空间在轨组装望远镜地面装配试验的相关需求,综合考虑六维力传感器的量程、刚度和灵敏度等因素,设计了一种高灵敏度大量程六维力传感器.首先对经典十字梁六维力传感器进行数学建模,通过对比各通道单独作用时,应变梁表面应变和弹性体变形刚度的数学表达式,提出一套提高传感器灵敏度的改进方案;然后对传感器结构进行详细设计,并通过传感器的有限元仿真验证结构方案可行性;最后,对六维力传感器进行加工与标定,得到传感器线重复性误差小于0.33％ FS,力通道测量灵敏度大于0.83 mV/V,力矩通道测量灵敏度大于2.6 mV/V.该六维力传感器各项性能优良,目前已应用于在轨组装望远镜地面实验当中.

关键词：六维力传感器、刚度、灵敏度、最小二乘法标定、维间耦合

所属期刊栏目：40

分类号：TP212.1(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划2016YFE0205000

在线出版日期：2020-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：61-69