六维力传感器静态解耦算法及静态标定的研究.pdfVIP

第26卷 第6期 传 感 技 术 学 报 Vo1．26 No．6 2013年 6月 CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS Jun．2013 TheStudyonStaticDecouplingAlgorithm forSix-AxisForceSensorandSatticCalibration WUXiuxiu ，SONGAiguo ，WANGZheng (1．SchoolofInstrumentScienceandEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China； 2．ScientificResearchTrainingCenterforChineseAstronauu，Beifing100094，China) Abstract：Thestaticcouplingtosix—axisforcesensorisakeyfactortoitsprecision．Theaccuracyofthecalibration testisalsoindispensableforimprovingtheprecisionofsix—axisforcesensor．Againstthedifferenceofsensoroutput voltageofpositiveandnegative direction fittingfunction，astaticdecouplingalgorithm ofsix-axisforcesensoris proposedbased on coupling errorand piecewisefitting mode1．A large numbercalibration data obtained in calibrationtestofcrossbeam structuresensorareused in staticdecouplingalgorithm．Finally，thecalibration test resuhsofthisstaticdecouplingalgorithm verifythe superiorperformanceofcouplingerrorandpiecewisefitting— basedstaticdecouplingalgorithm． Keywords：six—axisforcesensor；staticdecouplingalgorithm ；calibration；piecewisefitting EEACC：7230；7230G doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2013．06．019 六维力传感器静态解耦算法及静态标定的研究米 武秀秀 ，宋爱国 ，王 政 (1．东南大学仪器科学与工程学院，南京 210096；2．中国航天员科研训练中心，北京 100094) 摘 要 ：耦合误差严重影响着六维力传感器的精度，标定试验的准确性对提高六维力传感器的精度也是必不可少的。针对 传感器输出电压正负方向拟合函数不同提出了一种基于耦合误差和分段拟合建模的六维力传感器解耦算法。用十字梁结构 的传感器进行标定试验，将得到的标定数据应用于解耦算法中。通过标定数据验证了基于耦合误差和分段拟合的静态解耦 算法性能的优越性。 关键词 ：六维力传感器；静态解耦算法；标定；分段拟合 中图分类号：TP212．12 文献标识码 ：A 文章编号：1004—1699(2013)06—0851-06 多维力传感器是用来感知力信息并将力信号转 带来了极大的困难。因此解耦就成了解决这个问题 化为电压信号L1j。一般来说，多维力传感器分为三 的方法之一，解耦就是要在最大程度上减小或消除 维力传感器和六维力传感器。其中，六维力传感器 耦合干扰。由于硬件解耦涉及众多难 以解决的技术 是一种能同时测量空间三维正交力和三维正交力矩 工艺问题，同时又会增加传感器的制造成本，相 比较 的力传感器_2J。