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內(nèi)容簡介

　　隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)智能化進程的加快，傳感器技術(shù)在其發(fā)展中逐漸占有越來越重要的地位。六維力傳感器作為一類能夠檢測空間全力信息的傳感器在機器人技術(shù)、生物醫(yī)療、航空航天、汽車制造等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。本書提出了一種測量分支水平與豎直正交排布的正交并聯(lián)六維力傳感器，對其機構(gòu)理論、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、靜/動態(tài)標定實驗、靜/動態(tài)解耦實驗、六維力傳感器的應(yīng)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并聯(lián)六維力傳感器，實現(xiàn)了空間正交平面內(nèi)力和力矩的部分測量解耦。面向?qū)嶋H測量工作的需求，提出一種簡單易行并且能夠通用于并聯(lián)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法，以在滿足工況要求的前提下得到傳感器結(jié)構(gòu)。對傳感器的靜、動態(tài)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(shè)計，為進一步提高傳感器的實用性奠定基礎(chǔ)。為了滿足傳感器使用工況要求，對該正交并聯(lián)六維力傳感器進行了靜/動態(tài)解耦研究，為進一步降低傳感器耦合奠定了理論基礎(chǔ)。最后在六維力傳感器在力覺示教方面應(yīng)用做了介紹，并設(shè)計了機器人力覺示教控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機器人力覺示教軌跡運動。研究工作將對六維力傳感器在工程中的實際應(yīng)用奠定一定的理論和實驗基礎(chǔ)。

作者簡介

　　王志軍，男，1983年6月生，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，河北省青年拔尖人才，河北省“三三三人才工程”第三層次人選。主要從事并聯(lián)機器人技術(shù)，六維力傳感器技術(shù)及應(yīng)用，機器人控制技術(shù)等方面的研究。主持完成國家自然科學(xué)基金項目1項，主持完成河北省自然科學(xué)基金項目1項，主持完成河北省教育廳青年基金項目1項，參與完成國家自然科學(xué)基金1項、河北省自然科學(xué)基金3項；獲河北省科技進步三等獎1項；發(fā)表科技論文30余篇，其中SCI收錄5篇、EI收錄12篇；出版專著2部；授權(quán)發(fā)明專利5項，實用新型專利5項。

圖書目錄

第1章緒論
1.1 研究背景
1.2 六維力傳感器研究發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 六維力傳感器的國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 六維力傳感器的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.2.3 Stewart并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力傳感器研究現(xiàn)狀
1.2.4 六維力傳感器標定實驗研究現(xiàn)狀
1.3 六維力傳感器解耦研究現(xiàn)狀
1.3.1 不同領(lǐng)域解耦研究現(xiàn)狀
1.3.2 并聯(lián)機構(gòu)解耦研究現(xiàn)狀
1.3.3 并聯(lián)六維力傳感器解耦研究現(xiàn)狀
1.4 機器人力覺示教技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.1 示教技術(shù)的解析與分類
1.4.2 力覺示教的發(fā)展前景
1.5 六維力傳感器應(yīng)用研究現(xiàn)狀
第2章正交并聯(lián)六維力傳感器數(shù)學(xué)模型及靜力學(xué)分析
2.1 基于螺旋理論的六維力傳感器數(shù)學(xué)模型
2.1.1 螺旋理論概述
2.1.2 并聯(lián)多分支六維力傳感器數(shù)學(xué)模型
2.2 并聯(lián)六維力傳感器的靜力學(xué)分析
2.3 正交并聯(lián)六維力傳感器的數(shù)學(xué)模型及靜力學(xué)分析
2.3.1 六分支傳感器的數(shù)學(xué)模型
2.3.2 六分支正交并聯(lián)六維力傳感器靜力平衡方程求解
2.3.3 八分支傳感器的數(shù)學(xué)模型
2.3.4 八分支傳感器靜力平衡方程求解
2.4 本章小結(jié)
目錄
第3章正交并聯(lián)六維力傳感器結(jié)構(gòu)性能及參數(shù)優(yōu)化
3.1 并聯(lián)六維力傳感器各向同性性能
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 正交并聯(lián)六維力傳感器各向同性度分析
3.2.1 六分支傳感器結(jié)構(gòu)性能分析
3.2.2 八分支正交并聯(lián)六維力傳感器結(jié)構(gòu)性能分析
3.3 基于工況函數(shù)的并聯(lián)六維力傳感器參數(shù)優(yōu)化
3.3.1 工況函數(shù)模型
3.3.2 基于工況函數(shù)的參數(shù)優(yōu)化
3.4 正交并聯(lián)六維力傳感器參數(shù)優(yōu)化實例
3.4.1 工況確定
3.4.2 六分支正交并聯(lián)六維力傳感器參數(shù)優(yōu)化
3.5 本章小結(jié)
第4章正交并聯(lián)六維力傳感器靜態(tài)標定實驗研究
4.1 正交并聯(lián)六維力傳感器靜態(tài)標定算法
4.1.1 六維力傳感器靜態(tài)性能指標
4.1.2 正交并聯(lián)六維力傳感器在線靜態(tài)加載方法
4.2 標定系統(tǒng)硬件組成
4.2.1 測量分支
4.2.2 樣機本體研制
4.2.3 數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備
4.3 基于LabVIEW的標定系統(tǒng)軟件開發(fā)
4.3.1 數(shù)據(jù)采集、存儲與顯示
4.3.2 標定算法的實現(xiàn)
4.3.3 六維力實時測量與顯示
4.4 標定實驗及實驗結(jié)果
4.5 六維力傳感器分支變形對精度的影響
4.5.1 Stewart并聯(lián)結(jié)構(gòu)六維力傳感器數(shù)學(xué)模型
4.5.2 分支變形對傳感器測量精度的影響
4.5.3 數(shù)值算例與仿真驗證
4.6 本章小結(jié)
第5章正交并聯(lián)六維力傳感器動態(tài)特性研究
5.1 動力學(xué)理論分析
5.1.1 測量分支動力學(xué)分析
5.1.2 六維力傳感器動力學(xué)分析
5.2 模態(tài)分析
5.3 數(shù)值算例
5.4 動態(tài)特性實驗
5.4.1 動態(tài)特性實驗設(shè)備
5.4.2 實驗設(shè)備連接
5.4.3 動態(tài)特性實驗
5.5 本章小結(jié)
第6章正交并聯(lián)六維力傳感器解耦研究
6.1 正交并聯(lián)六維力傳感器耦合情況分析
6.2 正交并聯(lián)六維力傳感器的靜態(tài)解耦
6.3 基于最小平方法傳感器靜態(tài)解耦
6.4 基于獨立成分分析（ICA）傳感器靜態(tài)解耦
6.4.1 獨立成分分析定義及數(shù)學(xué)模型
6.4.2 獨立成分分析FastICA算法
6.4.3 基于獨立成分分析（ICA）的解耦
6.4.4 結(jié)果對比分析
6.5 正交并聯(lián)六維力傳感器動態(tài)解耦
6.5.1 基于對角優(yōu)勢矩陣的傳感器動態(tài)解耦
6.5.2 基于ICA的傳感器動態(tài)解耦
6.6 本章小結(jié)
第7章正交并聯(lián)六維力傳感器應(yīng)用研究
7.1 機器人運動學(xué)分析
7.1.1 機器人位置與姿態(tài)描述
7.1.2 IRB26機器人運動學(xué)正解
7.1.3 IRB26機器人運動學(xué)逆解
7.1.4 力坐標變換
7.2 力覺示教硬件系統(tǒng)設(shè)計
7.2.1 力覺示教硬件系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
7.2.2 IRB26機器人系統(tǒng)
7.2.3 力信息采集系統(tǒng)
7.3 力覺示教控制系統(tǒng)設(shè)計
7.3.1 六維力傳感器重力補償算法
7.3.2 六維力傳感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 力覺示教通信連接與編程設(shè)計
7.4.1 力覺示教通信配置及RAPID語言基本結(jié)構(gòu)
7.4.2 力覺示教編程設(shè)計及仿真
7.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻