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Les capteurs de force traditionnels à axe unique ne peuvent plus répondre aux besoins de la production et de la technologie modernes. Les capteurs de force à six axes attirent de plus en plus l’attention de nombreux chercheurs. Les capteurs de force à six axes peuvent mesurer des forces et des couples dans six directions simultanément et sont largement utilisés dans les machines, les bras robotisés, l'aérospatiale, la biomédecine et d'autres domaines. Cependant, les capteurs de force à six axes actuellement étudiés présentent généralement de nombreux problèmes. Des capteurs de haute précision et de haute sensibilité sont nécessaires de toute urgence pour poursuivre les recherches. Cet article combine analyse théorique, simulation par éléments finis et expériences de simulation, et optimise la structure du capteur sur la base des recherches existantes sur les capteurs. Un nouveau type de capteur de force à six axes de haute précision est proposé. Les principaux contenus de la recherche comprennent:

1. Après une analyse approfondie des différentes performances du capteur et une exploration de la loi des changements dans les performances du capteur avec les paramètres géométriques du capteur. Un nouveau type de structure de capteur de force à six axes de type poutre composite est proposé. Le capteur présente une structure simple, une déformation évidente et une opération facile de la position du patch. Les méthodes de test orthogonal et de simulation par éléments finis sont utilisées pour déterminer les paramètres de taille du capteur.

2. Utilisez le logiciel d'analyse abaqus pour créer le modèle de capteur et effectuer une analyse statique et dynamique sur le capteur. La répartition des contraintes du capteur sous la charge de force externe et la fréquence propre des six premiers ordres du capteur sont obtenues. Les résultats montrent que le capteur présente une bonne linéarité.

3. En vous basant sur le principe de base de la coupelle de surtension Whits, déterminez la disposition du capteur de force à six dimensions. Sur la base des résultats de l'analyse de la méthode des éléments finis, déterminez la zone de déformation du corps élastique, combinez l'échelle de la structure du capteur et effectuez une disposition raisonnable dessus. Et augmentez la sortie de manière appropriée et réduisez le problème de couplage interdimensionnel du capteur de force à six dimensions sur le patch.

4. Développer un dispositif d'étalonnage spécial pour le capteur. En fonction de la structure et de la forme du capteur, concevez un ensemble de dispositifs spéciaux d'étalonnage du capteur. Selon les résultats de l’expérience de simulation, le capteur est découplé. Utilisez la méthode du carré et la méthode du réseau neuronal BP pour calculer la relation entre elles et terminer l'étude d'étalonnage du capteur. L'étude montre que la méthode du réseau neuronal BP a un meilleur effet de découplage.