CN113084812A - 一种机器人末端刚度性能评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人末端刚度性能评价方法，属于机器人技术领域。基于胡克定律构建机器人末端操作刚度矩阵，利用激光位移传感器获取真实虚位移量，力传感器获取六维力信息，得到在外力加载下机器人的补偿刚度矩阵、根据虚位移原理得到的机器人末端操作刚度矩阵、通过与关节空间的映射关系得到机器人关节刚度矩阵；通过机器人任意姿态下末端操作刚度矩阵建立的刚度椭球与力矢量相交的长度作为机器人末端刚度性能的评价指标。优点在于操作简便、测定速度快，减小了机器人连杆刚度、测量装置虚位移量误差和有外力加载下对机器人刚度测定误差的影响，能够准确评价机器人末端刚度性能。

Description

一种机器人末端刚度性能评价方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人末端刚度性能评价方法。

背景技术

机器人在机械加工中得到了愈来愈广泛的应用，与数控机床相比具有作业空间大、设备成本低以及集成化程度高等优点，但是机器人刚度和重复定位精度都非常低，使得实际得到的机械加工精度和加工表面质量都受到限制。特别是，机器人的姿态变化还将导致机器人末端操作刚度的变化，这导致在加工大型工件时加工精度和加工表面质量严重依赖机器人的姿态。为了在加工空间的不同位置对机器人姿态进行实时优化以获得最佳的机器人末端刚度性能，必须能够在加工之前快速准确测定机器人关节刚度，并根据机器人关节刚度得到任意姿态下机器人的末端刚度，从而根据机器人末端刚度构建机器人末端刚度评价指标。机器人末端刚度性能评价指标能够在机器人加工之前评价机器人末端刚度是否满足加工要求，若满足加工要求，可以进行机器人加工；若不满足加工要求，可以及时调整和优化机器人加工方案。

目前工业中机器人末端刚度性能评价方法主要是通过机器人瑞利熵进行末端刚度性能评价，评价方法复杂，不够直观，无法及时反映机器人末端刚度性能。测定机器人关节刚度的方法主要是通过激光跟踪仪测量机器人在力加载下的挠度从而辨识得到关节刚度。该方法需要购置价格昂贵的激光跟踪仪，测试过程极为繁琐、非常耗时、测试成本非常高。为了解决该问题，本发明首先提出了一种机器人末端刚度性能评价方法，基于所提出的评价方法，提出了一种采用六维力传感器和激光位移传感器测定机器人末端“位移矢量-力矢量”的关节刚度测定装置。

发明内容

本发明提供一种机器人末端刚度性能评价方法，以解决目前评价方法复杂，不够直观，无法及时反映机器人末端刚度性能、关节刚度测试成本昂贵、测试过程繁琐和耗时的问题。

本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：

(1)基于机器人雅克比矩阵与刚度矩阵建立机器人关节刚度测定方法，步骤如下：

a)机器人关节刚度矩阵K_θ的推导：

机器人关节力矩τ与末端受力F的关系：

τ＝J^TF(1)

τ为机器人关节力矩，J^T为机器人力雅可比矩阵，为雅克比矩阵J的转置，F为机器人末端受力；

机器人关节力矩τ与关节变形Δq的关系：

τ＝K_θΔq (2)

K_θ为机器人关节刚度矩阵，K_θ＝diag(k₁，k₂，...，k₆)，k₁，k₂，...，k₆为机器人各关节刚度，Δq为关节变形；

机器人末端变形ΔX与末端受力F的关系：

F＝K_xΔX (3)

K_x为机器人末端操作刚度矩阵，ΔX为因F产生的末端变形；

对等式(1)进行偏微分：

定义

为补偿刚度矩阵，表述为机器人受到外部加载或雅克比随其配置而改变的情况。

将连杆刚度矩阵K_L代入等式(4)中：

(K_θ ^-1+K_L ^-1)^-1＝J^TK_xJ+K_C (5)

公式(5)为机器人刚度的一般形式，机器人系统的刚度由关节刚度矩阵K_θ、连杆刚度矩阵K_L、末端操作刚度矩阵K_x和补偿刚度矩阵K_C组成；

b)末端操作刚度矩阵K_x的求解：

K_x通过虚位移原理求解，采用一种用于测定关节刚度的装置；

机器人末端受力的变化量Δf与末端变形量Δx的关系：

Δf＝K_xΔx (6)

Δf＝[Δf_x Δf_y Δf_z Δm_x Δm_y Δm_z]^T，是六维力传感器的变化值，其中，Δf_x为x轴力的变化值，Δf_y为y轴力的变化值，Δf_z为z轴力的变化值，Δm_x为x轴力矩变化值，Δm_y为y轴力矩变化值，Δm_z为z轴力矩变化值；

Δx＝[Δp_x Δp_y Δp_z Δθ_x Δθ_y Δθ_z]^T，是机器人真实虚位移量，其中，Δp_x为x轴真实线虚位移量，Δp_y为y轴真实线虚位移量，Δp_z为z轴真实线虚位移量，Δθ_x为x轴真实转角虚位移量，Δθ_y为y轴真实转角虚位移量，Δθ_z为z轴真实转角虚位移量；

给定x方向一个微小位移x₁＝[p_1xp_1yp_1zθ_1xθ_1yθ_1z]^T，其中，p_1x为x轴给定线虚位移量，p_1y为y轴给定线虚位移量，p_1z为z轴给定线虚位移量，θ_1x为x轴给定转角虚位移量，θ_1y为y轴给定转角虚位移量，θ_1z为z轴给定转角虚位移量；

由于关节刚度测定装置的刚度不能忽略，用激光位移传感器测量相对位移x₂＝[p_2xp_2yp_2zθ_2xθ_2yθ_2z]^T，其中，p_2x为x轴由激光位移传感器测量得到的线虚位移量，p_2y为y轴由激光位移传感器测量得到的线虚位移量，p_2z为z轴由激光位移传感器测量得到的线虚位移量，θ_2x为x轴由激光位移传感器测量得到的转角虚位移量，θ_2y为y轴由激光位移传感器测量得到的转角虚位移量，θ_2z为z轴由激光位移传感器测量得到的转角虚位移量；

故真实虚位移量为Δx＝x₁-x₂＝[Δp_x Δp_y Δp_z Δθ_x Δθ_y Δθ_z]^T；

其中，k₁₁，…，k₆₆为K_x矩阵的各元素值，以此可以求得K_x矩阵的第一列元素值，经过六次实验可以求得K_x矩阵的各列元素值；

c)补偿刚度矩阵K_C的求解：

通过微分变换法求解机器人雅可比矩阵解析解J，再通过转置得到J^T，F为六维力传感器初始值；

得到

d)连杆刚度矩阵K_L的求解：

通过空间连杆间的力传递公式，计算各连杆上受到的等效力(力矩)矢量：

ⁱF_i和ⁱM_i是各连杆外侧的力和力矩，ⁱP是位置矢量；

根据材料力学的知识，计算单元连杆的变形：

其中

是x，y，z方向的变形，

是x，y，z方向的偏移；

计算变形误差矩阵：

其中，

为机器人齐次变换矩阵，

为误差矩阵，所需要的Δp_x，Δp_y，Δp_z分别为x，y，z方向因位置变形引起的末端误差量；

计算转角变形量：

其中，Δθ_x，Δθ_y，Δθ_z分别为x，y，z方向的转角变形量；

得到连杆刚度矩阵：

其中F_x，F_y，F_z，M_x，M_y，M_z为六维力传感器数值。

最终得到关节刚度：

K_θ＝[(J^TK_xJ+K_C)^-1-K_L ^-1]^-1 (15)

(2)机器人末端操作刚度性能评价方法，其步骤如下：

根据步骤(1)获得的机器人关节刚度矩阵K_θ是机器人的固有特性，与机器人姿态无关，而末端操作刚度矩阵K_x和机器人姿态有关，决定了机器人末端刚度性能，通过公式K_x＝J^-T[(K_θ ^-1+K_L ^-1)^-1+K_C]J^-1可以获得任意姿态下机器人的末端操作刚度矩阵K′_x，将总柔度矩阵根据受力类型和变形类型的关系分为四个子矩阵：

C_fd为力-线位移柔度矩阵，C_nd为力矩-线位移柔度矩阵，C_fδ为力-角位移柔度矩阵，C_nδ为力矩-角位移柔度矩阵；

选择C_fd描述末端力矢量f与末端线变形d的关系：

d＝C_fdf (17)

考虑单位线变形||d||＝d^Td＝1

即f^TC_fd ^TC_fdf＝1 (18)

以(J(1，4)J(2，4)J(3，4))作为椭球中心，以C_fd ^TC_fd特征向量方向作为椭球主轴方向，以C_fd ^TC_fd特征值倒数的开方作为椭球的半轴长，建立力-线刚度椭球；

力传感器测得的力为(F_x，F_y，F_z)，定义椭球中心为原点，过椭球中心和力的直线参数方程为：

代入椭球的方程

中，其中R_x，R_y，R_z分别为椭球x，y，z方向的半轴长；

解得参数

再计算交点到椭球中心的距离：

最终得到因外力F导致的末端线变形为：

δ作为系统刚度实时评价指标，δ越大表示因外力F导致的末端线变形越大，刚度性能越差，该评价指标不仅提供了一种可视化的展示，还可以实时量化系统刚度的大小以及方向，为关节型机器人加工姿态刚度优化提供了评价标准。

本发明步骤(1)中b)所述一种用于测定关节刚度的装置，包括：法兰连接件、力传感器连接法兰、激光位移传感器连接件、力传感器连接件、工作台连接件、激光位移传感器、六维力传感器和工作台，其中，法兰连接件和力传感器连接法兰通过螺栓与机器人末端法兰固定，激光位移传感器连接件与法兰连接件通过螺栓连接，力传感器固定在力传感器连接法兰上，力传感器连接件用螺栓与六维力传感器固定，工作台连接件两端分别与力传感器连接件和工作台通过T型螺栓连接；

激光位移传感器安装的三个工位，工位一测量绕y轴旋转虚位移差量，工位二测量绕x轴旋转虚位移差量和z轴平移虚位移差量，工位三测量x、y轴平移虚位移差量和绕z轴旋转虚位移差量。

本发明与现有技术相比，优点在于：

(1)实验装置简单，只需测量位移和力数值，编程简便，易于操作，显著提升测定机器人关节刚度的速度；

(2)减小了连杆刚度、虚位移量误差和有外力加载下的刚度误差的影响，显著提升机器人关节刚度测定的准确性，从而提高机器人系统的加工精度；

(3)进行了机器人刚度可视化，并提出机器人末端刚度性能评价方法，评价方法简便、准确，直观反映机器人实时刚度性能。

附图说明

图1是本发明基于机器人关节刚度测定装置的机器人末端刚度性能评价的流程图；

图2是本发明的机器人关节刚度测定装置前轴测图；

图3是本发明的机器人关节刚度测定装置后轴测图；

图4是本发明的机器人末端刚度性能评价的可视化示意图。

具体实施方式

工控机与机器人控制器通过Ethernet/IP数据连接、与六维力传感器通过TCP/IP数据连接、与激光位移传感器通过USB数据连接；得到机器人关节刚度矩阵，求解机器人雅可比矩阵并建立末端机器人刚度椭球，刚度椭球面与末端力矢量的交点和椭球中心的距离与力矢量长度的乘积作为机器人末端刚度的评价指标。

本发明所述装置中连接件和连接法兰材料均为45钢，弹性模量196-206Gpa，杨氏模量79Gpa，泊松比0.3。

以下结合附图1-4对本发明进一步详细说明：

如图1所示，是基于机器人关节刚度测定装置的机器人末端刚度性能评价的流程图。

基于机器人雅可比矩阵与刚度矩阵建立机器人关节刚度测定方案，流程图具体步骤如下：

a)机器人关节刚度矩阵K_θ的推导：

机器人关节力矩τ与末端受力F的关系：

τ＝J^TF (1)

τ为机器人关节力矩，J^T为机器人力雅可比矩阵，为雅克比矩阵J的转置，F为机器人末端受力；

机器人关节力矩τ与关节变形Δq的关系：

τ＝K_θΔq (2)

K_θ为机器人关节刚度矩阵，K_θ＝diag(k₁，k₂，...，k₆)，k₁，k₂，...，k₆为机器人各关节刚度，Δq为关节变形；

机器人末端变形ΔX与末端受力F的关系：

F＝K_xΔX (3)

K_x为机器人末端操作刚度矩阵，ΔX为因F产生的末端变形。

对等式(1)进行偏微分：

定义

为补偿刚度矩阵，表述为机器人受到外部加载或雅克比随其配置而改变的情况；

将连杆刚度矩阵K_L代入等式(4)中：

(K_θ ^-1+K_L ^-1)^-1＝J^TK_xJ+K_C (5)

公式(5)为机器人刚度的一般形式，机器人系统的刚度由关节刚度矩阵K_θ、连杆刚度矩阵K_L、末端操作刚度矩阵K_x和补偿刚度矩阵K_C组成；

b)末端操作刚度矩阵K_x的求解：

如图1和2所示，K_x通过虚位移原理求解，提出了一种关节刚度测定装置，包括：法兰连接件2、力传感器连接法兰3、激光位移传感器连接件7、力传感器连接件5、工作台连接件6、激光位移传感器8、六维力传感器4和工作台。其中，法兰连接件2和力传感器连接法兰3通过螺栓与机器人末端法兰1固定，激光位移传感器连接件7与法兰连接件2通过螺栓连接，力传感器固定在力传感器连接法兰3上，力传感器连接件5用螺栓与六维力传感器4固定，工作台连接件6两端分别与力传感器连接件5和工作台通过T型螺栓连接；

工位一801、工位二802和工位三803分别为激光位移传感器8安装的三个工位，工位一801测量绕y轴旋转虚位移差量，工位二802测量绕x轴旋转虚位移差量和z轴平移虚位移差量，工位三803测量x、y轴平移虚位移差量和绕z轴旋转虚位移差量；

机器人末端受力的变化量Δf与末端变形量Δx的关系：

Δf＝K_xΔx (6)

Δf＝[Δf_x Δf_y Δf_z Δm_x Δm_y Δm_z]^T，是六维力传感器的变化值；

Δx＝[Δp_x Δp_y Δp_z Δθ_x Δθ_y Δθ_z]^T，是机器人真实虚位移量；

给定x方向一个微小位移x₁＝[p_1xp_1yP_1zθ₁xθ_1yθ_1z]^T，由于关节刚度测定装置的刚度不能忽略，用激光位移传感器测量相对位移x₂＝[p_2xp_2yp_2zθ₂xθ_2yθ_2z]^T，故真实虚位移量为Δx＝x₁-x₂＝[Δp_x Δp_y Δp_z Δθ_x Δθ_y Δθ_z]^T；

以此可以求得K_x矩阵的第一列元素值，经过六次实验可以求得K_x矩阵的各列元素值。

c)补偿刚度矩阵K_C的求解：

通过微分变换法求解机器人雅可比矩阵解析解J，再通过转置得到J^T，F为六维力传感器初始值。

得到

d)连杆刚度矩阵K_L的求解：

通过空间连杆间的力传递公式，计算各连杆上受到的等效力(力矩)矢量：

ⁱF_i和ⁱM_i是各连杆外侧的力和力矩，ⁱP是位置矢量；

根据材料力学的知识，计算单元连杆的变形：

其不

是x，y，z方向的变形，

是x，y，z方向的偏移；

计算变形误差矩阵：

其中，

为机器人齐次变换矩阵，

为误差矩阵；

计算转角变形量：

得到连杆刚度矩阵：

其中F_x，F_y，F_z，M_x，M_y，M_z为六维力传感器数值；

最终得到关节刚度：

K_θ＝[(J^TK_xJ+K_C)^-1-K_L ^-1]^-1 (15)

图4所示，是基于机器人关节刚度测定装置的机器人刚度性能评价的可视化示意图。利用可视化软件对机器人末端刚度进行可视化展示，量化机器人末端刚度大小，直观反映机器人末端刚度优劣，为操作人员提供可视化的刚度性能展示平台；

K_θ为机器人的关节刚度，是机器人的固有特性，与机器人姿态无关，而末端操作刚度矩阵K_x和机器人姿态有关，决定了机器人末端刚度性能，通过K_x＝J^-T[(K_θ ^-1+K_L ^-1)^-1+K_C]J^-1可以求得任意姿态下的末端操作刚度矩阵K′_x，便可以将总柔度矩阵根据力和变形的关系分为四个子矩阵：

C_fd为力-线位移柔度矩阵，C_nd为力矩-线位移柔度矩阵，C_fδ为力-角位移柔度矩阵，C_nδ为力矩-角位移柔度矩阵；

选择C_fd描述末端力矢量f与末端线变形d的关系：

d＝C_fdf (17)

考虑单位线变形||d||＝d^Td＝1

即f^TC_fd ^TC_fdf＝1 (18)

以(J(1，4)J(2，4)J(3，4))作为椭球中心，以C_fd ^TC_fd特征向量方向作为椭球主轴方向，以C_fd ^TC_fd特征值倒数的开方作为椭球的半轴长，建立力-线刚度椭球；

力传感器测得的力为(F_x，F_y，F_z)，定义椭球中心为原点，过椭球中心和力的直线参数方程为：

代入椭球的方程

中，其中R_x，R_y，R_z为椭球半轴长；

解得

再计算交点到椭球中心的距离：

最终得到因外力F导致的末端线变形为：

δ作为系统刚度实时评价指标，δ越大表示因外力F导致的末端线变形越大，刚度性能越差，该评价指标不仅提供了一种可视化的展示，还可以实时量化系统刚度的大小以及方向，为关节型机器人加工姿态刚度优化提供了评价标准。

Claims (2)

1.一种机器人末端刚度性能评价方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)基于机器人雅克比矩阵与刚度矩阵建立机器人关节刚度测定方法，步骤如下：

a)机器人关节刚度矩阵K_θ的推导：

机器人关节力矩τ与末端受力F的关系：

τ＝J^TF (1)

τ为机器人关节力矩，J^T为机器人力雅可比矩阵，为雅克比矩阵J的转置，F为机器人末端受力；

机器人关节力矩τ与关节变形Δq的关系：

τ＝K_θΔq (2)

K_θ为机器人关节刚度矩阵，K_θ＝diag(k₁，k₂，…，k₆)，k₁，k₂，…，k₆为机器人各关节刚度，Δq为关节变形；

机器人末端变形ΔX与末端受力F的关系：

F＝K_xΔX (3)

K_x为机器人末端操作刚度矩阵，ΔX为因F产生的末端变形；

对等式(1)进行偏微分：

定义

为补偿刚度矩阵，表述为机器人受到外部加载或雅克比随其配置而改变的情况。

将连杆刚度矩阵K_L代入等式(4)中：

(K_θ ^-1+K_L ^-1)^-1＝J^TK_xJ+K_C (5)

公式(5)为机器人刚度的一般形式，机器人系统的刚度由关节刚度矩阵K_θ、连杆刚度矩阵K_L、末端操作刚度矩阵K_x和补偿刚度矩阵K_C组成；

b)末端操作刚度矩阵K_x的求解：

K_x通过虚位移原理求解，采用一种用于测定关节刚度的装置；

机器人末端受力的变化量Δf与末端变形量Δx的关系：

Δf＝K_xΔx (6)

Δf＝[Δf_x Δf_y Δf_z Δm_x Δm_y Δm_z]^T，是六维力传感器的变化值，其中，Δf_x为x轴力的变化值，Δf_y为y轴力的变化值，Δf_z为z轴力的变化值，Δm_x为x轴力矩变化值，Δm_y为y轴力矩变化值，Δm_z为z轴力矩变化值；

Δx＝[Δp_x Δp_y Δp_z Δθ_x Δθ_y Δθ_z]^T，是机器人真实虚位移量，其中，Δp_x为x轴真实线虚位移量，Δp_y为y轴真实线虚位移量，Δp_z为z轴真实线虚位移量，Δθ_x为x轴真实转角虚位移量，Δθ_y为y轴真实转角虚位移量，Δθ_z为z轴真实转角虚位移量；

给定x方向一个微小位移x₁＝[p_1xp_1yp_1zθ_1xθ_1yθ_1z]^T，其中，p_1x为x轴给定线虚位移量，p_1y为y轴给定线虚位移量，p_1z为z轴给定线虚位移量，θ_1x为x轴给定转角虚位移量，θ_1y为y轴给定转角虚位移量，θ_1z为z轴给定转角虚位移量；

由于关节刚度测定装置的刚度不能忽略，用激光位移传感器测量相对位移x₂＝[p_2xp_2yp_2zθ_2xθ_2yθ_2z]^T，其中，p_2x为x轴由激光位移传感器测量得到的线虚位移量，p_2y为y轴由激光位移传感器测量得到的线虚位移量，p_2z为z轴由激光位移传感器测量得到的线虚位移量，θ_2x为x轴由激光位移传感器测量得到的转角虚位移量，θ_2y为y轴由激光位移传感器测量得到的转角虚位移量，θ_2z为z轴由激光位移传感器测量得到的转角虚位移量；

故真实虚位移量为Δx＝x₁―x₂＝[Δp_x Δp_y Δp_z Δθ_x Δθ_y Δθ_z]^T；

其中，k₁₁，…，k₆₆为K_x矩阵的各元素值，以此可以求得K_x矩阵的第一列元素值，经过六次实验可以求得K_x矩阵的各列元素值；

c)补偿刚度矩阵K_C的求解：

通过微分变换法求解机器人雅可比矩阵解析解J，再通过转置得到J^T，F为六维力传感器初始值；

得到

d)连杆刚度矩阵K_L的求解：

通过空间连杆间的力传递公式，计算各连杆上受到的等效力(力矩)矢量：

ⁱF_i和ⁱM_i是各连杆外侧的力和力矩，ⁱP是位置矢量；

根据材料力学的知识，计算单元连杆的变形：

其中

是x，y，z方向的变形，

是x，y，z方向的偏移；

计算变形误差矩阵：

其中，

为机器人齐次变换矩阵，

为误差矩阵，所需要的Δp_x，Δp_y，Δp_z分别为x，y，z方向因位置变形引起的末端误差量；

计算转角变形量：

其中，Δθ_x，Δθ_y，Δθ_z分别为x，y，z方向的转角变形量；

得到连杆刚度矩阵：

其中F_x，F_y，F_z，M_x，M_y，M_z为六维力传感器数值。

最终得到关节刚度：

K_θ＝[(J^TK_xJ+K_C)^-1―K_L ^-1]^-1 (15)

(2)机器人末端操作刚度性能评价方法，其步骤如下：

根据步骤(1)获得的机器人关节刚度矩阵K_θ是机器人的固有特性，与机器人姿态无关，而末端操作刚度矩阵K_x和机器人姿态有关，决定了机器人末端刚度性能，通过公式K_x＝J^-T[(K_θ ^-1+K_L ^-1)^-1+K_C]J^-1可以获得任意姿态下机器人的末端操作刚度矩阵K′_x，将总柔度矩阵根据受力类型和变形类型的关系分为四个子矩阵：

C_fd为力-线位移柔度矩阵，C_nd为力矩-线位移柔度矩阵，C_fδ为力-角位移柔度矩阵，C_nδ为力矩-角位移柔度矩阵；

选择C_fd描述末端力矢量f与末端线变形d的关系：

d＝C_fdf (17)

考虑单位线变形‖d‖＝d^Td＝1

即f^TC_fd ^TC_fdf＝1 (18)

以(J(1,4) J(2,4) J(3,4))作为椭球中心，以C_fd ^TC_fd特征向量方向作为椭球主轴方向，以C_fd ^TC_fd特征值倒数的开方作为椭球的半轴长，建立力-线刚度椭球；

力传感器测得的力为(F_x，F_y，F_z)，定义椭球中心为原点，过椭球中心和力的直线参数方程为：

代入椭球的方程

中，其中R_x，R_y，R_z分别为椭球x，y，z方向的半轴长；

解得参数

再计算交点到椭球中心的距离：

最终得到因外力F导致的末端线变形为：

δ作为系统刚度实时评价指标，δ越大表示因外力F导致的末端线变形越大，刚度性能越差，该评价指标不仅提供了一种可视化的展示，还可以实时量化系统刚度的大小以及方向，为关节型机器人加工姿态刚度优化提供了评价标准。

2.根据权利要求1所述的一种机器人末端刚度性能评价方法，其特征在于：步骤(1)中b)所述一种用于测定关节刚度的装置，包括：法兰连接件、力传感器连接法兰、激光位移传感器连接件、力传感器连接件、工作台连接件、激光位移传感器、六维力传感器和工作台，其中法兰连接件和力传感器连接法兰通过螺栓与机器人末端法兰固定，激光位移传感器连接件与法兰连接件通过螺栓连接，力传感器固定在力传感器连接法兰上，力传感器连接件用螺栓与六维力传感器固定，工作台连接件两端分别与力传感器连接件和工作台通过T型螺栓连接；

激光位移传感器8安装三个工位，工位一测量绕y轴旋转虚位移差量，工位二测量绕x轴旋转虚位移差量和z轴平移虚位移差量，工位三测量x、y轴平移虚位移差量和绕z轴旋转虚位移差量。

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