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六维力传感器介绍

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六维力传感器介绍

多维力传感器指的是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩分量的力传感器,在笛卡尔坐标系中力和力矩可以各自分解为三个分量,因此,多维力最完整的形式是六维力传感器和力矩传感器,即能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器,广泛使用的多维力传感器就是这种传感器。
 
广泛应用于遥控机器人,机器人手术,机械手臂研究,手指力研究,精密装配,自动磨削、轮廓跟踪、双手协调、零力示教等作业中,在航空、航天及机械加工,汽车等行业中有广泛的应用。
 
六分量测力系统用来测量试验台上被试航天器对接组件相互接触作用力和力矩,可以在三个相互垂直方向测量空间作用力和力矩的六个分量(三个力矢量投影和三个力矩矢量投影)。
测力系统是试验台控制回路中的主要元件之一,是动力学过程再现精度的决定因素。
1 .测力板结构包括由铝合金制造的空心承力体和联结六个力传感器的隔框。
2 .测力板隔框安装在试验台的固定平台上,在测力承力体上安装被试对接组件中的一个。传感器的安装位置做成无间隙的球面铰链。当轴向拉伸和压缩时,每个传感器都能测量静载(准静载)和动载力
3 .系统应能在耦合坐标系中测量施加于测力板上的空间作用力和力矩。
4 .系统应对施加于测力板上的力和力矩分量具有相同的敏感度。
5 .系统应在下列范围内测量对接组件中相互作用的静(准静)载或动载的力和力矩。
  • 轴向力±400~2200kgf
  • 横向力±200kgf
  • 绕纵轴力矩±200kgf•N
  • 绕横轴力矩±150kgf•N
  • 外载的频率0~10Hz

6 .确定力和力矩的最大误差值不大于被测力的1.5%。

这要求是为了在试验台上进行对接动力学仿真时,保证航天器对接组件相互作用力和力矩最小测量误差,这些参量是控制试验台的输入信息,并将直接影响到航天器对接过程动力学仿真的品质。
要求测量误差最小还因为,要数学仿真的航天器姿控系统反推力和力矩值很小,这些力和力矩要与根据测量结果计算获得的力和力矩进行叠加。
7 .测力板连同固定在其上的被测组件应具有固定频率:
  • 纵向≥70Hz
  • 横向≥40Hz
  取这些数值是这样考虑的,即要使测力板的固有频率不会影响到动力学过程的仿真,要数倍于这些过程的最大频率
传感器特点:
一、传感器弹性体采用专利结构,灵敏度高、刚性好、维间耦合小、有机械过载保护功能。
二、综合解耦桥路信号综合为三维空间的六个分量,可直接用于力控制。
三、采用标准串口和并口输入输出。
四、产品既可与控制计算机组成两级计算机系统,也可联接终端,构成独立的测试装置