容错并联式六维力传感器可靠性及冗余分析 .pdfVIP

学兔兔 第36卷 第8期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．36No．8 2015年 8月 ChineseJournalofScientificInstrument Aug．2015 容错并联式六维力传感器可靠性及冗余分析球 姚建涛 ，蔡大军 ，朱佳龙 ，许允斗 ，赵永生 (1．燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室 秦皇岛 066004； 2．燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室 秦皇岛 066004) 摘 要：针对航空航天、国防装备等领域对高可靠性六维力传感器的迫切需求，提出将容错设计思想引入六维力传感器研究。 比较分析了容错并联式六维力传感器与普通Stewa~平台式六维力传感器的可靠性，基于故障树分析法(YIA)，建立了容错式 传感器系统和普通传感器系统的可靠性数学模型，从容错并联式六维力传感器的设计角度，推导出了测量系统失效率的函数。 建立了系统可靠性与传感器冗余度的函数关系，并进行了容错并联式六维力传感器冗余分析，得出测量分支数 目，提出了容错 六维力传感器构型，研制出了传感器样机。 关键词：六维力传感器；容错并联结构；可靠性模型；故障树分析法；冗余度 中图分类号：TP212 TH112 文献标识码：A 国家标准学科分类代码 ：460．4020 Reliabilityandredundancyanalysisoffault-tolerant parallelsix—axisforcesensor YaoJiantao ，CaiDajun ，ZhuJialong，XuYundou ，ZhaoYongsheng。， (J．ParallelRobotandMechatronicSystemLaboratory HebeiPr~ince，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China； 2．KeyLaboratoryofAdvancedForgingStampingTechnologyand Science，MinistryofEducationofChina， YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China) Abstract：Inordertomeettheurgentrequirementofhighreliabilityofsix—axisforcesensorinthefieldsofaviationandaerospace． nationaldeferisefacilitiesandetc．．thefauh—tolerantdesignideaisintroducedintothesix-axisforcesensor．Thereliabilityofthe fault—tolerantparallelsix—axisforcesensorandordinaryStewa~ platform six—axisforcesensorisanalyzedandcompared．Basedon thefaulttreeanalysis(FTA)method，thereliabilitymathematicalmodelsofthefault—tolerantsensorsystem andordinary sensor system wereestablished，andthefailureratefunctionofthemeasurementsystem wasdeducedfrom thedesignpointofview ofthe fault．tolerantparallelsix．axisforcesensor．Thefunctionrelationbetweenthesystem reliabilityandsens