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Los sensores de fuerza de eje único tradicionales ya no pueden satisfacer las necesidades de la producción y la tecnología modernas. Los sensores de fuerza de seis ejes atraen cada vez más la atención de muchos académicos. Los sensores de fuerza de seis ejes pueden medir fuerzas y pares en seis direcciones al mismo tiempo y se usan ampliamente en máquinas, armas robot, aeroespacial, biomedicina y otros campos. Sin embargo, los sensores de fuerza de seis ejes actualmente estudiados generalmente tienen muchos problemas. Los sensores de alta precisión y alta sensibilidad se necesitan con urgencia para futuras investigaciones. Este documento combina análisis teórico, simulación de elementos finitos y experimentos de simulación, y optimiza la estructura del sensor sobre la base de la investigación de sensores existente. Se propone un nuevo tipo de sensor de fuerza de seis ejes de alta precisión. El principal contenido de la investigación incluye:

1. Después de un análisis en profundidad de las diversas actuaciones del sensor y explorar la ley de los cambios en el rendimiento del sensor con los parámetros geométricos del sensor. Se propone un nuevo tipo de estructura del sensor de fuerza de seis eje compuesto de haz. El sensor tiene una estructura simple, una deformación obvia y un funcionamiento fácil de la posición del parche. Las pruebas ortogonales y los métodos de simulación de elementos finitos se utilizan para determinar los parámetros de tamaño del sensor.

2. Use el software de análisis ABAQUS para construir el modelo de sensor y realizar un análisis estático y dinámico en el sensor. Se obtiene la distribución de deformación del sensor bajo la carga de fuerza externa y la frecuencia natural de las primeras seis órdenes del sensor. Los resultados muestran que el sensor tiene una buena linealidad.

3. Basado en el principio básico de la copa Whits Surge, determine el diseño del sensor de fuerza de seis dimensiones. Según los resultados del análisis del método de elementos finitos, determine el área de deformación del cuerpo elástico, combine la escala de la estructura del sensor y realice un diseño razonable en él. Y aumente la salida adecuadamente y reduzca el problema de acoplamiento interdimensional del sensor de fuerza de seis dimensiones en el parche.

4. Desarrolle un dispositivo de calibración especial para el sensor. De acuerdo con la estructura y la forma del sensor, diseñe un conjunto de dispositivos especiales de calibración del sensor. Según los resultados del experimento de simulación, el sensor está desacoplado. Use el método cuadrado y el método de red neuronal BP para calcular la relación entre ellos y completar el estudio de calibración del sensor. El estudio muestra que el método de red neuronal BP tiene un mejor efecto de desacoplamiento.