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题名一种双L型梁电容式六维力传感器设计
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作者
蒲明辉
杨玉坤
薛斌
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机构
广西大学机械工程学院
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2024年第8期12-18,共7页
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基金
国家自然科学基金项目(52365066)。
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文摘
为设计一款高性能电容式六维力传感器,结合T型梁和十字型双直梁的优点,构建了一种双L型结构弹性梁,传感器转换元件采用差动结构平行极板电容器以降低传感器的测量误差,以转换矩阵的条件数为目标函数,应用粒子群算法与有限元仿真相结合的方法对该传感器的结构参数进行优化设计,得到最优结构参数后进行仿真,结果显示该构型的电容式六维力传感器仿真精度为0.4258%。最后对该传感器进行加工与标定实验,结果显示该传感器的实验精度达到0.6376%。
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关键词
电容式六维力传感器
弹性梁结构
差动结构电容器
粒子群算法
优化设计
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Keywords
capacitive six-axis force sensor
elastic beam structure
differential structure capacitor
particle swarm algorithm
optimization design
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH73
[机械工程—精密仪器及机械]
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题名一种X型梁电容式扭矩传感器设计
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作者
蒲明辉
蔡宝成
骆照阳
苏飞
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机构
广西大学机械工程学院
广西制造系统与先进制造技术重点实验室
湖南科技大学智能制造研究院
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出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2023年第1期164-169,共6页
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基金
广西制造系统与先进制造技术重点实验室基金项目(20-065-40S001)
国家自然科学基金项目(52175400)
+1 种基金
国家自然科学基金青年基金项目(51805164)
湖南省自然科学基金项目(2021JJ30263)资助。
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文摘
为获得精确扭矩信息,通过对传感器传统十字型弹性梁结构分析,以等强度梁理论限定最小梁尺寸,进行不同尺寸梁结构拓扑优化求解,最终提出一种高灵敏度和良好抗串扰能力的X型弹性梁结构电容式扭矩传感器。传感器敏感元件为X型梁,此结构可以使传感器在满足强度条件下实现更小刚度以提高传感器的灵敏度;传感器转换元件为差动结构平行极板电容器,提高了传感器灵敏度并有效降低了传感器非线性误差,此外设计了带槽型孔的PCB板使得电容器初始极距可手动调节,更容易保证了电容器的初始极距;制作传感器并通过实验验证,结果显示,该传感器的灵敏度为871.9(CDC/N·m),迟滞为0.16%FS,串扰误差为0.73%FS。对实验结果采用最小二乘法进行三次多项式拟合,得到传感器符合度为0.14%FS。
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关键词
电容式扭矩传感器
结构设计
拓扑优化
差动结构电容器
非线性拟合
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Keywords
capacitive torque sensor
structural design
topology optimization
differential structure capacitor
nonlinear fitting
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分类号
TP212.1
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH73
[机械工程—精密仪器及机械]
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