CN103728072A - 空间大跨度绳牵并联六维测力平台 - Google Patents
空间大跨度绳牵并联六维测力平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103728072A CN103728072A CN201310674275.9A CN201310674275A CN103728072A CN 103728072 A CN103728072 A CN 103728072A CN 201310674275 A CN201310674275 A CN 201310674275A CN 103728072 A CN103728072 A CN 103728072A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- force
- rope
- side chain
- ropes
- sections
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
一种空间大跨度绳牵并联六维测力平台，其包括固定支柱、测力板和8条以上绳索测力支链，固定支柱通过螺栓固定在地面上，测力板和固定支柱通过若干条绳索测力支链相连接，每个固定支柱的上下均设有吊耳，测力板的上下表面上分别设有与固定支柱数量相等的吊耳，每条绳索测力支链均由拉力传感器、两段绳索和拉钩组成，设在支链中部的拉力传感器通过螺纹与两段绳索连接，在两段绳索的两端即绳索测力支链的两端分别设有拉钩，通过绳索测力支链两端的拉钩分别与测力板上下表面上的吊耳及固定支柱上的吊耳相连接。本发明结构简单，通过绳牵并联机构实现空间大跨度六维力测量，维间耦合小，特别适用于大结构体空间大吨位六维力测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种六维力传感器领域，特别涉及一种绳牵式并联六维测力平台。
背景技术
六维力传感器能够测量空间三维力和力矩的大小，在测力信息要求丰富、测力精度要求高的场合如零力示教、轮廓跟踪、双手协调、精密柔性装配、多指灵巧手、机器人力反馈等领域有着广泛的应用前景。近年来，随着航空航天领域的快速发展，能在空间大跨度区域实现对大结构体空间多维力测量的测力装置已成为目前该领域急需的高科技产品之一。这种测力装置通常称为重载六维测力平台，在推力矢量测试、飞行试验和风洞实验、空间对接等航空航天领域有着重要的应用。
在多维力传感器领域，目前相关产品多为较小量程，且测量空间也较小的的小型多维力传感器。多维力传感器研制的关键是力敏感元件结构的设计，为此人们已提出了一些实现方案，例如，中国专利ZL200810025591.2公开了一种正交串联线弹性体式六维力传感器结构，具有结构简单易于微型化等优点；中国专利ZL99102421.4公开了一种并联解耦结构六维力与力矩传感器，其具有刚度高、结构紧凑等优点，但受到弹性铰链的结构及强度限制，难以实现大量程多维力测量的要求。中国专利CN200810054666、CN200810054640分别公开了具有弹性铰的并联六维力测力平台，由六组各含有两个对称整体式弹性铰链一次性加工后组合而成，具有结构简单、加工方便、易于分析建模及性能稳定的特点，适用于中小载荷的六维力测量，但对于大载荷的测量存在维间耦合较大问题。
专利ZL99102526.1，ZL200710061531.1，ZL200710061521.8分别公开了可预紧的并联结构为弹性体的六维力传感器，采用球窝锥头式球面副代替传统球铰，通过中间支路或预紧平台进行整体预紧，该六维力传感器结构消除了球面副的间隙，降低了各球面副的摩擦力矩，具有便于预紧等优点，但测量载荷量程受到所加预紧力的限制，因此难以应用于大载荷六维力传感器结构上。因此到目前为止，高精度、大吨位多维力测量的力敏元件仍是急待解决的关键问题之一，特别是在空间大跨度区域实现对大结构体进行空间六维力测量的平台没有可行的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，维间耦合小，特别适用于大结构体空间大吨位六维力测量的空间大跨度绳牵并联六维测力平台。
本发明主要由测力板、四个固定支柱以及8条以上的绳索测力支链组成。固定支柱通过螺栓固定在地面上，测力板和固定支柱通过若干条绳索测力支链相连接。其中，每个固定支柱的上下均设有吊耳，测力板的上下表面上分别设有与固定支柱数量相等的吊耳，每条绳索测力支链均由拉力传感器、两段绳索和拉钩组成，设在支链中部的拉力传感器通过螺纹与两段绳索连接，在两段绳索的两端即绳索测力支链的两端分别设有拉钩，通过绳索测力支链两端的拉钩分别与测力板上下表面上的吊耳及固定支柱上的吊耳相连接。
分布在测力板周围的绳索测力支链的数量可根据测量载荷的增大而相应增多，从而提高测力平台的刚度，增大量程范围，实现空间大跨度大结构体六维力测量。
绳索测力支链一端的拉钩与测力板上的吊耳所形成的连接构成S副，绳索测力支链另一端的拉钩与固定支柱上的吊耳所组成的连接形成S副，拉力传感器相当于移动副，因此，绳索测力支链为SPS结构。绳索测力支链中心线为绳索拉直时的方向，其中S表示球铰，P表示移动副，对应着拉力传感器。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
（1）将绳牵机构引入空间多维力测量，实现了在空间大跨度对大结构体的空间多维力测量；
（2）绳索测力支链的采用，降低了测力支链间耦合；
（3）采用不少于8条的绳索测力支链连接构成，实质为一空间过约束并联机构，具有较大的结构刚度，可通过增加绳索测力支链的数量进一步提高测量量程，便于实现空间多维大吨位力测量；
（4）对多绳索测力支链输出冗余测量信息的观测，提高其测量精度；
（5）结构简单，装配调试方便，维间耦合小，大结构体空间大吨位六维力测量。
附图说明
图1为本发明的立体示意简图。
图2为本发明的应用示意图。
图3为本发明固定支柱结构示意图。
图4为本发明测力板结构示意简图。
图5为本发明绳索测力支链结构示意简图。
具体实施方式
在图1所示的空间大跨度绳牵并联六维测力平台示意图中，四个固定支柱5通过螺栓固定在地面上，测力板8和固定支柱通过若干条绳索测力支链相连接。其中，如图3所示，每个固定支柱的上下均设有吊耳6；如图4所示，测力板的上下表面上分别设有四个吊耳6；如图5所示，每条绳索测力支链中设在支链中部的拉力传感器3通过螺纹与两段绳索2连接，在两段绳索的两端即绳索测力支链的两端分别设有拉钩1，通过绳索测力支链两端的拉钩分别与测力板上下表面上的吊耳及固定支柱上的吊耳相连接。
如图2所示，被测结构体4将其所受的力传至测力板，测力板所受力传至各连接绳索测力支链，根据所测量的各个绳索测力支链中的拉力传感器所受的力，经换算可得到被测结构体在空间中所受的六维力的大小及方向。
Claims (2)
1.一种空间大跨度绳牵并联六维测力平台，包括固定支柱、测力板和8条以上绳索测力支链，其特征在于：固定支柱通过螺栓固定在地面上，测力板和固定支柱通过若干条绳索测力支链相连接，每个固定支柱的上下均设有吊耳，测力板的上下表面上分别设有与固定支柱数量相等的吊耳，每条绳索测力支链均由拉力传感器、两段绳索和拉钩组成，设在支链中部的拉力传感器通过螺纹与两段绳索连接，在两段绳索的两端即绳索测力支链的两端分别设有拉钩，通过绳索测力支链两端的拉钩分别与测力板上下表面上的吊耳及固定支柱上的吊耳相连接。
2.根据权利要求1所述的空间大跨度绳牵并联六维测力平台，其特征在于：所述的绳索测力支链数量可根据被测载荷增大而相应增多。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310674275.9A CN103728072A (zh) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | 空间大跨度绳牵并联六维测力平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310674275.9A CN103728072A (zh) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | 空间大跨度绳牵并联六维测力平台 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103728072A true CN103728072A (zh) | 2014-04-16 |
Family
ID=50452244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310674275.9A Pending CN103728072A (zh) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | 空间大跨度绳牵并联六维测力平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103728072A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106371467A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-01 | 榆林学院 | 一种可垂直升降的多角度摆动实验平台 |
| CN110441022A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-11-12 | 大连理工大学 | 一种连接与测量装置 |
| CN110910704A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-24 | 齐鲁工业大学 | 一种同心鼓的实训系统 |
| CN115096594A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-23 | 大连理工大学 | 一种采用索驱机构进行空间六维力加载与测量的装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10265179A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-10-06 | Tokyu Constr Co Ltd | 移動体のための牽引補助装置 |
| KR20110066702A (ko) * | 2009-12-11 | 2011-06-17 | 삼성중공업 주식회사 | 와이어 구동시스템용 테스트 베드 |
| CN102221435A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-10-19 | 北京航空航天大学 | 一种箔片动压空气轴承阻力距测量装置 |
| CN103267602A (zh) * | 2013-05-19 | 2013-08-28 | 吉林大学 | 平板式六分力测力平台装置 |
-
2013
- 2013-12-12 CN CN201310674275.9A patent/CN103728072A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10265179A (ja) * | 1997-03-19 | 1998-10-06 | Tokyu Constr Co Ltd | 移動体のための牽引補助装置 |
| KR20110066702A (ko) * | 2009-12-11 | 2011-06-17 | 삼성중공업 주식회사 | 와이어 구동시스템용 테스트 베드 |
| CN102221435A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-10-19 | 北京航空航天大学 | 一种箔片动压空气轴承阻力距测量装置 |
| CN103267602A (zh) * | 2013-05-19 | 2013-08-28 | 吉林大学 | 平板式六分力测力平台装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郭旭: "线绳—框架式力反馈装置的设计与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106371467A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-01 | 榆林学院 | 一种可垂直升降的多角度摆动实验平台 |
| CN110441022A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-11-12 | 大连理工大学 | 一种连接与测量装置 |
| CN110910704A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-03-24 | 齐鲁工业大学 | 一种同心鼓的实训系统 |
| CN110910704B (zh) * | 2019-12-06 | 2020-10-09 | 齐鲁工业大学 | 一种同心鼓的实训系统 |
| CN115096594A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-23 | 大连理工大学 | 一种采用索驱机构进行空间六维力加载与测量的装置 |
| CN115096594B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-09-19 | 大连理工大学 | 一种采用索驱机构进行空间六维力加载与测量的装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103616116B (zh) | 机械解耦重载并联六维测力平台 | |
| CN101694407B (zh) | 过约束大量程并联六维测力平台 | |
| CN103091026B (zh) | 并联结构六维力传感器 | |
| CN103728072A (zh) | 空间大跨度绳牵并联六维测力平台 | |
| CN104048791A (zh) | 一种低维间耦合的双十字梁型六维力和力矩传感器 | |
| CN106644367B (zh) | 一种复合式大阻力风洞应变天平 | |
| CN103076131A (zh) | 用于测量大型机械臂大力与小力矩的六维力与力矩传感器 | |
| CN103776578A (zh) | 一种截面内力测量传感器及标定方法 | |
| CN101329208B (zh) | 整体预紧双层上下对称八杆并联结构六维力传感器 | |
| CN108693382A (zh) | 一种并联式六维加速度传感器 | |
| CN107144389B (zh) | 可嵌入式条状全柔性多维力传感器 | |
| CN103575446A (zh) | 一种中等量程三维力传感器 | |
| JP2003191888A (ja) | 複合浮体システム、及び、浮体要素間の連結方法 | |
| CN105371999A (zh) | 滚珠解耦并联六维力测力平台 | |
| CN201107105Y (zh) | 小量程过载保护称重传感器 | |
| CN205138698U (zh) | 滚珠解耦并联六维力测力平台 | |
| CN103424312A (zh) | 一种测量塔架荷载的方法 | |
| CN101813575B (zh) | 阀门抗弯曲强度测试装置 | |
| CN104034474B (zh) | 并联3-spu六维测力传感器 | |
| Sun et al. | Design and optimization of a novel six-axis force/torque sensor with good isotropy and high sensitivity | |
| CN205719350U (zh) | 一种并联式五维力传感器 | |
| CN109342194A (zh) | 一种岩石试样横向变形测量装置 | |
| CN100523752C (zh) | 左右预紧式并联结构六维力传感器 | |
| CN115711698B (zh) | 一种六维力传感器的变结构弹性梁 | |
| RU178060U1 (ru) | Тензометрический динамометр |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140416 |