專利名稱：一種用于六維力傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)化領(lǐng)域，特別涉及傳感器領(lǐng)域中的一種適用 于大量程、大尺寸六維力傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
六維力傳感器能夠同時(shí)檢測三維空間的全力信息，即三維力信息(Fx、 Fy、 Fz)和三維力矩信息(Mx、 My、 Mz)，主要應(yīng)用在力及力/ 位置控制場合，如輪廓跟蹤、精密裝配、雙手協(xié)調(diào)、試驗(yàn)系統(tǒng)中的六維力信 息檢測等，尤其是在航空機(jī)器人、宇宙空間站對(duì)接仿真、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力測 試等領(lǐng)域，大量程六維力傳感器發(fā)揮了極其重要的作用。傳感器的測量精度是評(píng)定傳感器最重要的性能指標(biāo)之一，其誤差包括隨 機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。對(duì)于六維力傳感器來說，其隨機(jī)誤差主要是由內(nèi)部信號(hào) 處理電路、量化誤差、外界干擾等因素引起；系統(tǒng)誤差則主要是由標(biāo)定系統(tǒng) 的標(biāo)定精度所決定，六維力傳感器由于其本身機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及傳感 器在制造、粘貼應(yīng)變片等加工工藝環(huán)節(jié)存在誤差，傳感器的各輸入輸出通道 之間存在相互耦合的問題，需要通過標(biāo)定確定各個(gè)方向輸入輸出的耦合關(guān)系， 計(jì)算其耦合矩陣，并通過解耦補(bǔ)償各維之間耦合帶來的影響。因此傳感器標(biāo) 定裝置的設(shè)計(jì)和標(biāo)定方法的研究至關(guān)重要，其標(biāo)定精度將直接影響其使用時(shí) 的測量精度。六維力傳感器的標(biāo)定就是通過對(duì)六維力傳感器施加空間坐標(biāo)系中獨(dú)立的 力/力矩，或是線性無關(guān)的多個(gè)力/力矩，讀取六維力傳感器在各種狀態(tài)下標(biāo) 定時(shí)的輸出，計(jì)算得到耦合矩陣。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，六維力傳感器的標(biāo)定 分為靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定，靜態(tài)標(biāo)定主要用于檢測傳感器的靜態(tài)性能指標(biāo)， 如靜態(tài)靈敏度、非線性、回差、重復(fù)性等；動(dòng)態(tài)標(biāo)定主要用于檢測傳感器的 動(dòng)態(tài)特性，如動(dòng)態(tài)靈敏度、頻率響應(yīng)和固有頻率等。目前六維力傳感器靜態(tài)標(biāo)定所釆用的加載方式主要有測力環(huán)式和砝碼式 兩種。其中測力環(huán)式加載采用頂桿方式，由測力環(huán)讀出加載力值，這種加載 允許有較大的加載力，但讀數(shù)精度較低，高精度的測力環(huán)則價(jià)格昂貴。砝碼式標(biāo)定是采用等級(jí)砝碼提供標(biāo)準(zhǔn)加載力，直接用等級(jí)砝碼作為基準(zhǔn)，力值精 度較高，在中、小量程六維力傳感器的標(biāo)定中使用比較普遍，但是不適合大 量程六維力傳感器的標(biāo)定。對(duì)于大量程六維力傳感器的標(biāo)定裝置來說，由于空間尺寸大，要保證足 夠的標(biāo)定精度，除了存在材料處理、加工精度保證等方面的困難外，如何實(shí) 現(xiàn)對(duì)各維力/力矩分量的獨(dú)立加載也是 一個(gè)棘手的問題。在現(xiàn)有技術(shù)中有多種結(jié)構(gòu)的傳感器標(biāo)定測試裝置，專利號(hào)為CN1715856 的"無級(jí)升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置"和專利號(hào)為CN100337105C的"并 聯(lián)六維力傳感器標(biāo)定裝置"等，經(jīng)檢索查新，其中專利號(hào)為CN100337105C 的專利是最接近的專利技術(shù)。它具體公開了一種并聯(lián)六維力傳感器標(biāo)定裝置， 包括長短框組成的龍門式支撐框架、加載減速機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)單向力傳感器、加載 坐標(biāo)十字架、標(biāo)定裝置固定平臺(tái)、載荷傳遞繩索和滑輪組，標(biāo)定裝置釆用大 速比減速機(jī)來施加載荷，采用龍門式結(jié)構(gòu)作支撐框架?，F(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法存在著不足之處，其一，標(biāo)定裝置通 過調(diào)整載荷傳遞繩索與水平面之間的角度來改變施加載荷的方向，在體積較 大或者繩索較長時(shí)，調(diào)整載荷傳遞繩索與水平面之間的角度很難保證足夠的 精度，從而使施加的載荷具有較大的方向誤差，將直接影響標(biāo)定精度；其二， 標(biāo)定裝置中采用滑輪來施加載荷，而滑輪具有摩擦力，此摩擦力會(huì)造成比較 大的加載誤差，從而影響標(biāo)定精度；其三，標(biāo)定裝置中對(duì)六維力傳感器施加 的是復(fù)合力/力矩，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)各維力/力矩分量的獨(dú)立加載。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免上述現(xiàn)有技術(shù)中六維力傳感器標(biāo)定 測試裝置及標(biāo)定方法的不足之處，提供一種使用簡單、操作方便、標(biāo)定精度 高的標(biāo)定方法，適用于大量程、大尺寸六維力傳感器的標(biāo)定和測試。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于六維力傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，特別是設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)單維力 傳感器和第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂、第四千斤頂對(duì)分別六維力 傳感器進(jìn)行加載，通過加載位置的改變實(shí)現(xiàn)各個(gè)力/力矩分量的獨(dú)立加載，加 載時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器前面的加載帽與加載板上的側(cè)面加載孔或正面加載孔剛性接觸，通過標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器測量實(shí)際加載力的大小，該方法是按以嵌入式容柵扭矩及轉(zhuǎn)速傳感器技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，具體是一種嵌入式容柵扭矩及轉(zhuǎn)速傳感器。
技術(shù)背景在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中有很多的參數(shù)需要測量或計(jì)算，扭矩是其中一項(xiàng)很重要 的參數(shù)。目前有多種傳感器可以實(shí)現(xiàn)扭矩參數(shù)的測量，如應(yīng)變型扭矩傳感器、 光柵扭矩傳感器、轉(zhuǎn)角型扭矩傳感器、遙測扭矩儀等等。但這些傳感器在具體 測量時(shí)存在一定的局限性以及一些不足應(yīng)變型扭矩傳感器是用導(dǎo)電滑環(huán)來完 成信號(hào)傳輸，由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱， 因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命，并會(huì)由于接觸不可靠引起信 號(hào)波動(dòng)，造成測量誤差大，甚至測量不成功；光柵扭矩傳感器的光柵容易破損， 環(huán)境適應(yīng)性差，受空氣的濕度、塵埃等因素影響導(dǎo)致測量精度不高；轉(zhuǎn)角型扭 矩傳感器體積較大，不利于安裝在結(jié)構(gòu)緊湊的車輛中進(jìn)行扭矩測量，不易安裝， 從而限制了使用的范圍；遙測扭矩儀容易受使用現(xiàn)場電磁波的干擾，并由于采 用電池供電，只能短期使用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有扭矩傳感器存在信號(hào)傳輸引線困難、不易安裝等問 題，提供了一種嵌入式容柵扭矩轉(zhuǎn)速傳感器。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的嵌入式容柵扭矩及轉(zhuǎn)速傳感器，包括第四組千斤頂固定孔和第五組千斤頂固定孔中選擇一組固定孔，將第四千斤 頂安裝在選擇的一組固定孔上，對(duì)六維力傳感器施加載荷，并記錄六維力傳 感器的輸出數(shù)據(jù)，再將第四千斤頂從千斤頂固定支座上取下，按照上述步驟對(duì)六維力傳感器的Fz、 Mx、 My進(jìn)行加載標(biāo)定，直至完成對(duì)Fz、 Mx、 My 的加載標(biāo)定；先設(shè)定第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂對(duì)六維力傳感器的Fx、 Fy、 Mz進(jìn)行加載標(biāo)定，后設(shè)定第四千斤頂對(duì)六維力傳感器的Fz、 Mx、 My進(jìn)行 加載標(biāo)定；或者先設(shè)定第四千斤頂對(duì)六維力傳感器的Fz、 Mx、 My進(jìn)行加載 標(biāo)定，后設(shè)定第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂對(duì)六維力傳感器的Fx、 Fy、 Mz進(jìn)行加載標(biāo)定，這兩種加載標(biāo)定沒有先后次序。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)CN100337105C，本發(fā)明的有益效果是其一，本發(fā)明中設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器和千斤頂對(duì)大量程六維力傳感器 進(jìn)行加載標(biāo)定，不僅簡單方便，容易控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)力的準(zhǔn)確傳遞，施 加的力/力矩?cái)?shù)值由標(biāo)準(zhǔn)力傳感器測量得到，精度比較高；其二，利用本發(fā)明的標(biāo)定裝置和標(biāo)定方法能夠?qū)αS力傳感器的各維力/ 力矩分量進(jìn)行獨(dú)立加載，或者復(fù)合加載，加載過程簡單，操作簡便，計(jì)算耦 合矩陣方便、快捷；其三，本發(fā)明通過對(duì)力的三要素(力的作用點(diǎn)位置、力的方向和力的大 小)的控制來保證施加的各維力/力矩分量的準(zhǔn)確度，從而保證了標(biāo)定精度， 提高六維力傳感器使用時(shí)的測量精度。


圖1為本發(fā)明的標(biāo)定方法流程圖。圖2為六維力傳感器標(biāo)定裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為六維力傳感器標(biāo)定裝置的俯視圖。 圖4為六維力傳感器標(biāo)定裝置中千斤頂固定支座的左視圖。 圖5為六維力傳感器標(biāo)定裝置中轉(zhuǎn)接板、六維力傳感器和加載板的連接 示意圖。閣6為六維力傳感器標(biāo)定裝置中加載板的正視圖及俯視圖。 圖7為六維力傳感器標(biāo)定裝置中千斤頂?shù)钠拭鎴D。式中，DM為十六進(jìn)制的積分時(shí)間代碼，Z)五C2/ffiX為十進(jìn)制轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制 的轉(zhuǎn)換函數(shù)，K為不同儀器的代碼轉(zhuǎn)換系數(shù)；然后結(jié)合攝影時(shí)刻和得到的積分時(shí)間，形成積分時(shí)間調(diào)整的程控指令，把 最終指令代碼送往衛(wèi)星執(zhí)行。根據(jù)步驟(4)可以得到衛(wèi)星設(shè)計(jì)軌道下不同攝影高度、不同側(cè)擺角情況下的最大積分時(shí)間)、最小積分時(shí)間4(一及1秒內(nèi)最大積分時(shí)間變化值A(chǔ)^ , 進(jìn)一步可對(duì)與積分時(shí)間有關(guān)的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述的參數(shù)設(shè)計(jì)包括積分時(shí) 間量化分層值選擇、積分時(shí)間刷新頻率選擇、積分時(shí)間量化等級(jí)選擇。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(1 )本發(fā)明將高精度仿真模型和位置矢量微分方法有機(jī)結(jié)合，消除了傳統(tǒng) 幾何分析計(jì)算推導(dǎo)過程中未考慮地球扁率及側(cè)擺時(shí)地面像元采樣間距變化引入 的誤差，控制了誤差傳遞，提高了計(jì)算精度，并且實(shí)時(shí)性高。(2 )本發(fā)明通過消除攝影點(diǎn)移動(dòng)速度中的徑向速度，進(jìn)一步提高了積分時(shí) 間計(jì)算精度。(3)本發(fā)明從積分時(shí)間的幾何意義出發(fā)，采用遙感器像元的角視場(c/o/jO 除以像移角速度(力// )的概念求解積分時(shí)間，克服了以往用固定的地面采樣間距GSD (ground sample distance)除以丐得到積分時(shí)間的低精度缺陷。(4 )本發(fā)明基于積分時(shí)間計(jì)算方法提出的星上實(shí)時(shí)調(diào)整積分時(shí)間的地面?zhèn)?份調(diào)整方案，提高了整星動(dòng)態(tài)成像的可靠性和成像質(zhì)量，保證了可靠的積分同 步控制。(5)本發(fā)明適用于不同軌道高度、星下點(diǎn)及衛(wèi)星不同姿態(tài)角、有偏流角控 制的情況，具有計(jì)算遙感器實(shí)時(shí)或外推軌道下高精度積分時(shí)間的特點(diǎn)，對(duì) TDICCD相機(jī)在軌獲得高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)具有重要作用。

圖1為TDICCD工作原理圖；載完畢了 (步驟150) 如果沒有，則轉(zhuǎn)到步驟130進(jìn)行循環(huán)，否則設(shè)定第四千斤頂Q4對(duì)六維 力傳感器3的Fz、 Mx、 My進(jìn)行加載標(biāo)定(步驟160)，并記錄對(duì)Fz、 Mx、 My方向進(jìn)行加載時(shí)六維力傳感器3輸出的數(shù)據(jù)(步驟170),檢測Fz、 Mx、 My是否都加載完畢了 (步驟180) 如果沒有，則轉(zhuǎn)到步驟160進(jìn)行循環(huán)，否則計(jì)算六維力傳感器3的加載 矩陣和傳感器輸出矩陣(步驟190),根據(jù)公式，計(jì)算六維力傳感器3的耦合 矩陣(步驟200);再對(duì)六維力傳感器3的耦合矩陣進(jìn)行檢驗(yàn)(步驟210 )，檢測耦合矩陣是 否符合要求(步驟220)，如果不符合要求，需要重新對(duì)六維力傳感器3進(jìn)行 標(biāo)定，返回步驟120進(jìn)行循環(huán)，否則標(biāo)定結(jié)束(步驟230 )。圖2為六維力傳感器標(biāo)定裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。其中1是傳感器固 定支座；2是轉(zhuǎn)接板；3是六維力傳感器；4是加載板；5是加載帽；6是標(biāo) 準(zhǔn)單維力傳感器；7是千斤頂；8是千斤頂固定支座；9是底座；IO是千斤頂 定位銷；ll是支座固定壓塊；12是傳感器安裝孔；13是千斤頂固定壓塊； 14是六角螺栓；15是側(cè)面加載孔；16是加載板傳感器安裝孔；17是正面加 載孔；18是轉(zhuǎn)接板安裝孔；19是轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔；Ql是第一千斤頂； Q2是第二千斤頂；Q3是第三千斤頂；Q4是第四千斤頂；Zl是第一支座導(dǎo) 軌；Z2是第二支座導(dǎo)軌；Gl是第一千斤頂安裝導(dǎo)軌；G2是第二千斤頂安裝 導(dǎo)軌；G3是第三千斤頂安裝導(dǎo)軌；Kl是第一組千斤頂固定孔；K2是第二組 千斤頂固定孔；K3是第三組千斤頂固定孔；K4是第四組千斤頂固定孔；K5 是第五組千斤頂固定孔。六維力傳感器3左邊通過一組轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔19安裝在轉(zhuǎn)接板2 上，轉(zhuǎn)接板2通過一組轉(zhuǎn)接板安裝孔18安裝在傳感器固定支座1上，六維力 傳感器3右邊通過一組傳感器安裝孔12和一組加載板傳感器安裝孔16與加 載板4剛性連接，加載板4上置有上、下、左、右四組側(cè)面加載孔15、 一組 正面加載板傳感器安裝孔16和一組正面加載孔17。加載板4的下方置有三個(gè)千斤頂，分別為第一千斤頂Q1、第二千斤頂 Q2和第三千斤頂Q3，第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2和第三千斤頂Q3的上面分別與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6剛性連接，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6的前面置有加載帽5，第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2和第三千斤頂Q3均安裝在底座9 的千斤頂安裝導(dǎo)軌上。第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3上方的對(duì)面是第四千 斤頂Q4，第四千斤頂Q4左邊與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6、加載帽5剛性連接， 右邊通過千斤頂安裝孔7安裝在千斤頂固定支座8上，千斤頂固定支座8上 的千斤頂定位銷10對(duì)第四千斤頂Q4進(jìn)行定位；底座9上置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo)軌 Gl、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3，每組千斤頂安裝導(dǎo) 軌均由兩根平行的導(dǎo)軌組成，其中第一千斤頂Ql安裝在第一千斤頂安裝導(dǎo) 軌G1上，第二千斤頂Q2安裝在第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2上，第三千斤頂 Q3安裝在第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3上。設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6和第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤 頂Q3、第四千斤頂Q4對(duì)分別六維力傳感器3進(jìn)行加載，通過加載位置的改 變實(shí)現(xiàn)各個(gè)力/力矩分量的獨(dú)立加載。加力時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6前面的加 載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15或正面加載孔17剛性接觸，通過標(biāo)準(zhǔn) 單維力傳感器6測量實(shí)際加載力的大小。圖3為六維力傳感器標(biāo)定裝置的俯視圖。底座9上置有兩組平行的支座 安裝導(dǎo)軌，分別為第一支座安裝導(dǎo)軌Z1和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2，每組支座 安裝導(dǎo)軌由平行的兩根導(dǎo)軌組成，傳感器固定支座1通過支座固定壓塊11 和六角螺栓14安裝在底座9的第一支座安裝導(dǎo)軌Z1上，第一支座安裝導(dǎo)軌 Zl兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由傳感器固定支座1的厚度決定，千斤頂固定支 座8通過支座固定壓塊11和六角螺栓14安裝在底座9的第二支座安裝導(dǎo)軌 Z2上，第二支座安裝導(dǎo)軌Z2兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由千斤頂固定支座8 的厚度決定。底座9上還置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo) 軌G1、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3，每組千斤頂安 裝導(dǎo)軌均由兩根平行的導(dǎo)軌組成，其中第一千斤頂Ql安裝在第一千斤頂安 裝導(dǎo)軌G1上，第二千斤頂Q2安裝在第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2上，第三千斤頂Q3安裝在第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3上。圖4為六維力傳感器標(biāo)定裝置中千斤頂固定支座8的左視圖。千斤頂固 定支座8上置有五組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔K1、第二組 千斤頂固定孔K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第 五組千斤頂固定孔K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定 義，當(dāng)六維力傳感器3的Y軸正方向垂直向上，當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第 五組千斤頂固定孔K5時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz;當(dāng)?shù)谒那Ы?頂Q4安裝在第一組千斤頂固定孔Kl時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz 和力矩-Mx;當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第二組千斤頂固定孔K2時(shí)，對(duì)六維 力傳感器3施加的是力-Fz和力矩+ My;當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第三組千 斤頂固定孔K3時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz和力矩+ Mx;當(dāng)?shù)谒?千斤頂Q4安裝在第四組千斤頂固定孔K4時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力 -Fz和力矩-My。圖5為六維力傳感器標(biāo)定裝置中轉(zhuǎn)接板2、六維力傳感器3和加載板4 的連接示意圖。先將六維力傳感器3通過一組轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔19安裝在 轉(zhuǎn)接板2上,再將轉(zhuǎn)接板2通過一組轉(zhuǎn)接板安裝孔18安裝在傳感器固定支座 1上，最后將加載板4通過一組加載板傳感器安裝孔16和一組傳感器安裝孔 12安裝在六維力傳感器3上。加載板4上置有四組側(cè)面加載孔15、 一組加載 板傳感器安裝孔16和一組正面加載孔17。轉(zhuǎn)接板2上的轉(zhuǎn)接板安裝孔18、 轉(zhuǎn)接板傳感器安裝孔19、六維力傳感器3上的傳感器安裝孔12、加載板傳感 器安裝孔16以及側(cè)面加載孔15、正面加載孔17在機(jī)械設(shè)計(jì)和加工中需要保 證足夠的孔的位置精度和孔的垂直度。圖6為六維力傳感器標(biāo)定裝置中加載板的正視圖及俯視圖。圖5中的坐 標(biāo)系是六維力傳感器的標(biāo)定坐標(biāo)系，按照右手螺旋法則定義。加載板4上置 有上、下、左、右四組側(cè)面加載孔15，側(cè)面加載孔15每組有三個(gè)孔， 一組 正面加載孔17置于加載板4的正面上， 一組正面加載孔17有五個(gè)孔，側(cè)面 加載孔15和正面加載孔17均為半球形的，或是平面的加載位置，側(cè)面加載 孔15和正面加載孔17在機(jī)械加工中要保證足夠的孔的位置精度和孔的垂直 度。第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2和第三千斤頂Q3的中心位置正對(duì)著側(cè)面加載孔15的三個(gè)孔。千斤頂固定支座8上的第一組千斤頂固定孔K1、第二組千斤頂固定孔K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4 和第五組千斤頂固定孔K5的中心位置分別對(duì)應(yīng)于加載板4上的五個(gè)正面加 載孔17。圖7為六維力傳感器標(biāo)定裝置中千斤頂?shù)钠拭鎴D。本發(fā)明中有四個(gè)千斤 頂，分別為第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3和第四千斤頂 Q4,千斤頂?shù)那懊娣謩e與標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6剛性連接，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器 6的前面置有加載帽5，千斤頂上置有千斤頂安裝孔7。加載帽5是半球形的，加載帽5的材料是鋁合金，或是鋼，或是銅。標(biāo) 準(zhǔn)單維力傳感器6是精度為0.05%F.S、或0.02。/。F.S、或0.01%RS的單維拉/ 壓力傳感器，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6的量程是1噸，或是5噸，或是10噸，或 是16噸，或是20噸。千斤頂是手動(dòng)千斤頂，或是液壓千斤頂，或是電動(dòng)千斤頂，其量程是5 噸，或是10噸，或是16噸，或是20噸。第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2 和第三千斤頂Q3在設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)需要保證與底座9的垂直度，第四 千斤頂Q4在設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)需要保證與千斤頂固定支座8的垂直度。圖8為六維力傳感器標(biāo)定裝置中底座的俯視圖。底座9上置有兩組平行 的支座安裝導(dǎo)軌，分別為第一支座安裝導(dǎo)軌Z1和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2，每 組支座安裝導(dǎo)軌由平行的兩根導(dǎo)軌組成，第一支座安裝導(dǎo)軌Z1兩根平行導(dǎo) 軌之間的距離由傳感器固定支座1的厚度決定，第二支座安裝導(dǎo)軌Z2兩根 平行導(dǎo)軌之間的距離由千斤頂固定支座8的厚度決定。底座9上還置有三組平行的千斤頂安裝導(dǎo)軌，分別為第一千斤頂安裝導(dǎo) 軌G1、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3，每組千斤頂安 裝導(dǎo)軌均由兩根平行的導(dǎo)軌組成。第一千斤頂安裝導(dǎo)軌G1的兩根平行導(dǎo)軌 之間的距離由第一千斤頂Ql安裝孔之間的距離決定，第二千斤頂安裝導(dǎo)軌 G2的兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由第二千斤頂Q2安裝孔之間的距離決定，第 三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3的兩根平行導(dǎo)軌之間的距離由第三千斤頂Q3安裝孔之 間的距離決定，千斤頂在千斤頂安裝導(dǎo)軌上能夠沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)。底座9上的第一支座安裝導(dǎo)軌Z1與第二支座安裝導(dǎo)軌Z2之間是平行的，第一千斤頂安裝導(dǎo)軌G1、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3之間是互相平行的，第一支座安裝導(dǎo)軌Zl和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2與第 一千斤頂安裝導(dǎo)軌G1、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3 之間是垂直排列的，第一支座安裝導(dǎo)軌Z1和第二支座安裝導(dǎo)軌Z2與第一千 斤頂安裝導(dǎo)軌Gl、第二千斤頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3在機(jī) 械設(shè)計(jì)和加工中要保證足夠的平行度和垂直度，傳感器固定支座l在機(jī)械設(shè) 計(jì)、加工和安裝中與底座9要保證足夠的垂直度，千斤頂固定支座8在機(jī)械 設(shè)計(jì)、加工和安裝中與底座9要保證足夠的垂直度。圖9為本發(fā)明中施加力+ 乂的標(biāo)定示意圖。六維力傳感器3在標(biāo)定過程 中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板 2安裝在傳感器固定支座1上，使標(biāo)定坐標(biāo)系Y軸正方向水平向左，第二千 斤頂Q2上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6,設(shè)定第二千斤頂Q2進(jìn)行 加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15剛性接觸，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳 感器6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力+Fx。圖10為本發(fā)明中施加力+Fy的標(biāo)定示意圖。六維力傳感器3在標(biāo)定過 程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接 板2安裝在傳感器固定支座l上，使標(biāo)定坐標(biāo)系Y軸正方向垂直向上，第二 千斤頂Q2上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6,設(shè)定第二千斤頂Q2進(jìn) 行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15剛性接觸，標(biāo)準(zhǔn)單維力 傳感器6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力+Fy。圖11為本發(fā)明中施加力-Fz的標(biāo)定示意圖。千斤頂固定支座8上置有 五組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔Kl、第二組千斤頂固定孔 K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組千斤頂固定 孔K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，將連接有六 維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座1上，使Y軸正 方向垂直向上，把第四千斤頂Q4安裝在第五組千斤頂固定孔K5，第四千斤 頂Q4上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6，設(shè)定第四千斤頂Q4進(jìn)行加 力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的正面加載孔17性接觸，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器 6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力-Fz。圖12為本發(fā)明中施加力+Fx和力矩+Mz的標(biāo)定示意圖。六維力傳感器 3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，將連接有六維力傳感器3和加載 板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座l上，使標(biāo)定坐標(biāo)系Y軸正方向水平 向左，第一千斤頂Ql上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6，設(shè)定第一千 斤頂Ql進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15剛性接觸， 標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力+Fx 和力矩+ Mz。圖13為本發(fā)明中施加力+ 乂和力矩-1^2的標(biāo)定示意圖。六維力傳感器 3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，將連接有六維力傳感器3和加載 板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座1上，使標(biāo)定坐標(biāo)系Y軸正方向水平 向左，第三千斤頂Q3上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6,設(shè)定第三千 斤頂Q3進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15剛性接觸， 標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力+ Fx 和力矩-Mz。圖14為本發(fā)明中施力口力+Fy和力矩+MZ的標(biāo)定示意圖。六維力傳感器 3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，將連接有六維力傳感器3和加載 板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座1上，使標(biāo)定坐標(biāo)系Y軸正方向垂直 向上，第一千斤頂Ql上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6,設(shè)定第一千 斤頂Ql進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15剛性接觸， 標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力+ Fy 和力矩+ Mz。圖15為本發(fā)明中施加力+ 丫和力矩-1\^的標(biāo)定示意圖。六維力傳感器 3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，將連接有六維力傳感器3和加載 板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座1上，使標(biāo)定坐標(biāo)系Y軸正方向垂直 向上，第三千斤頂Q3上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6，設(shè)定第三千 斤頂Q3進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的側(cè)面加載孔15剛性接觸， 標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力+ Fy 和力矩-Mz。圖16為本發(fā)明中施加力-Fz和力矩+ Mx的標(biāo)定示意圖。千斤頂固定支送入到信號(hào)處理單元的下一個(gè)環(huán)節(jié)。圖3所示為峰值時(shí)序檢測環(huán)節(jié)，信號(hào)的輸入為跟蹤濾波的輸出信號(hào)，為進(jìn)一 步減少輸入信號(hào)中的高頻毛刺干擾對(duì)峰值時(shí)序檢測準(zhǔn)確性的影響，在采樣保持芯片LF398的輸入端接一旁路電容C06，其作用是把輸入信號(hào)中的高頻噪聲作為濾 除對(duì)象，把前級(jí)跟蹤濾波的輸出信號(hào)中攜帶的高頻雜波濾除。峰值時(shí)序檢測電路 由一片LF398采樣保持芯片和兩塊LM311電壓比較器構(gòu)成。LF398采樣保持器的 3腳為輸入端，5腳為輸出端，LF398的輸入電壓和輸出電壓通過LM311比較，當(dāng) 輸入端電壓高于輸出端電壓時(shí)，比較器B1輸出高電平，送到LF398的邏輯控制 端8腳，使LF398處于采樣狀態(tài)；當(dāng)輸入電壓達(dá)到峰值而下降時(shí)，Bl輸出低電平， LF398的邏輯控制端被置成低電平，使LF398處于保持狀態(tài)；采樣保持電容C07 的放電由比較器B2的輸出來控制，當(dāng)濾波環(huán)節(jié)過來的信號(hào)幅值大于零時(shí)，B2輸 出為低電平，晶體管9013關(guān)閉，當(dāng)信號(hào)的幅值小于零時(shí)，B2輸出高電平，使得 晶體管9013導(dǎo)通，保持電容放電，測量重新開始，否則采樣保持電路將一直跟 蹤峰值變化。比較器B1的輸出通過一片非門CD4000后得到的信號(hào)就是我們需要 獲取的峰值的時(shí)序，這個(gè)過程中，由于干擾造成的比較器B1的誤動(dòng)作只對(duì)CD4000 輸出的脈沖寬度有影響，但對(duì)脈沖的上升沿到來的時(shí)序沒有影響，而脈沖的寬度 與我們扭振的測量無關(guān)，CD4000輸出的信號(hào)通過光耦芯片6N137之后即可送入數(shù) 據(jù)采集卡采集。圖19為本發(fā)明中施加力-Fz和力矩-My的標(biāo)定示意圖。千斤頂固定支 座8上置有五組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔Kl、第二組千斤 頂固定孔K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組 千斤頂固定孔K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義， 將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2安裝在傳感器固定支座1上, 使Y軸正方向垂直向上，把第四千斤頂Q4安裝在第四組千斤頂固定孔K4 上，第四千斤頂Q4上安裝有加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6，設(shè)定第四千斤 頂Q4進(jìn)行加力，此時(shí)加載帽5與加載板4上的正面加載孔17性接觸，標(biāo)準(zhǔn) 單維力傳感器6測量實(shí)際加載力的大小，對(duì)六維力傳感器3施加力-Fz和力 矩- My。圖20為本發(fā)明中對(duì)六維力傳感器3的Fx、 Fy、 Mz進(jìn)行加載標(biāo)定的流程 圖。設(shè)定第一千斤頂Q1、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3對(duì)六維力傳感器3 的Fx、 Fy、 Mz開始進(jìn)行加載標(biāo)定(步驟300)，將連接有六維力傳感器3和 加載板4的轉(zhuǎn)接板2從安裝在傳感器固定支座l上(步驟310),使六維力傳 感器3標(biāo)定坐標(biāo)系的Y軸水平向上，設(shè)定重力校準(zhǔn)六維力傳感器3標(biāo)定坐標(biāo) 系的X軸或者Y軸(步驟320);從第一千斤頂Ql、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3中選擇一個(gè)千斤頂來 對(duì)六維力傳感器3進(jìn)行施加載荷(步驟330 )，對(duì)六維力傳感器3進(jìn)行清零(步 驟340)，設(shè)定選擇的千斤頂對(duì)六維力傳感器3施加不同的載荷(步驟350-)， 并記錄六維力傳感器3的輸出數(shù)據(jù)(步驟360)，檢測載荷是否施加完畢(步 驟370) 如果沒有，則返回步驟350進(jìn)行循環(huán)，否則檢測三個(gè)千斤頂是否都施加 載荷了 (步驟380 ) 如果沒有，則返回步驟330進(jìn)行循環(huán)，否則檢測是否 將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2轉(zhuǎn)動(dòng)了三次(步驟390) 如果沒有，則將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2從傳感器 固定支座1上取下(步驟400)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度(步驟410)，再返回步驟 310進(jìn)行循環(huán)，否則完成對(duì)Fx、 Fy、 Mz的加載標(biāo)定(步驟420)。圖21為本發(fā)明中對(duì)六維力傳感器3的Fz、 Mx、 My進(jìn)行加載標(biāo)定的流 程圖。設(shè)定第四千斤頂Q4對(duì)六維力傳感器3的Fz、 Mx、 My開始進(jìn)行加載標(biāo)定(步驟500 )，將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2從安裝在 傳感器固定支座1上(步驟510),設(shè)定重力校準(zhǔn)六維力傳感器3標(biāo)定坐標(biāo)系 的X軸或者Y軸(步驟520);從千斤頂固定支座8上的第一組千斤頂固定孔K1、第二組千斤頂固定孔 K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固定孔K4和第五組千斤頂固定 孔K5中選擇一組固定孔(步驟530 ),對(duì)六維力傳感器3進(jìn)行清零(步驟540 )， 將第四千斤頂Q4安裝在選擇的一組固定孔上，對(duì)六維力傳感器3施加載荷 (步驟550),并記錄六維力傳感器3的輸出數(shù)據(jù)(步驟560),檢測載荷施加 完畢了嗎(步驟570) 如果沒有，則返回步驟550進(jìn)行循環(huán)，否則檢測五組千斤頂固定孔是否 都安裝過第四千斤頂Q4，并對(duì)六維力傳感器3施加載荷了 (步驟580 ) 如 果沒有，則將第四千斤頂Q4從千斤頂固定支座8上取下(步驟590)，返回 步驟530進(jìn)行循環(huán)，否則結(jié)東對(duì)六維力傳感器3Fz、 Mx、 My的加載標(biāo)定(步 驟600 )。實(shí)施例將六維力傳感器標(biāo)定裝置的底座9安放在平坦的地面上，設(shè)定水平儀對(duì) 底座9的水平面進(jìn)行校準(zhǔn)，確保底座9處于水平狀態(tài)。將加載帽5安裝在標(biāo) 準(zhǔn)單維力傳感器6上，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6安裝在千斤頂上，將第一千斤頂 Ql、第二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3通過千斤頂安裝孔7、千斤頂固定壓塊 13和六角螺栓14分別安裝在底座9上的第一千斤頂安裝導(dǎo)軌G1、第二千斤 頂安裝導(dǎo)軌G2和第三千斤頂安裝導(dǎo)軌G3上。再將六維力傳感器3通過轉(zhuǎn)接 板傳感器19安裝孔安裝在轉(zhuǎn)接板2上，將加載板4通過加載板傳感器安裝孔 16和傳感器安裝孔12安裝在六維力傳感器3上，將轉(zhuǎn)接板2通過轉(zhuǎn)接板安 裝孔18安裝在傳感器固定支座1上。通過支座固定壓塊11和六角螺栓14 將傳感器固定支座1安裝在底座9的第一支座安裝導(dǎo)軌Zl上。再將安裝有 加載帽5和標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器6的第四千斤頂Q4通過千斤頂安裝孔7安裝 在千斤頂固定支座8的第一組千斤頂固定孔Kl上。把千斤頂固定支座8通 過支座固定壓塊11和六角螺栓14安裝在底座9的第二支座安裝導(dǎo)軌Z2上。 上述安裝完成后，檢查標(biāo)定裝置中的每個(gè)零配件，確保每個(gè)零配件安裝準(zhǔn)確、牢靠，六維力傳感器標(biāo)定裝置安裝完畢，就能夠?qū)αS力傳感器進(jìn)行標(biāo)定。 在六維力傳感器標(biāo)定裝置的安裝過程中，需要保證傳感器固定支座1與底座9的垂直度，千斤頂固定支座8與底座9的垂直度，第一千斤頂Ql、第 二千斤頂Q2、第三千斤頂Q3與底座9的垂直度，第四千斤頂Q4與千斤頂 固定支座8的垂直度，也需要保證轉(zhuǎn)接板2、六維力傳感器3以及加載板4 與傳感器固定支座1之間的平行度。六維力傳感器標(biāo)定裝置通過機(jī)械設(shè)計(jì)、 加工和安裝的精度來保證標(biāo)定時(shí)加載力作用點(diǎn)的位置和方向的準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)力 的準(zhǔn)確傳遞，提高標(biāo)定精度。設(shè)定六維力傳感器標(biāo)定裝置對(duì)六維力傳感器3進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，首先根據(jù)六維力傳感器3的量程來確定標(biāo)定點(diǎn)的數(shù)量和標(biāo)定點(diǎn)之間的間隔， 一般釆用等 間隔進(jìn)行標(biāo)定，對(duì)六維力傳感器3的各個(gè)通道依次施加載荷。六維力傳感器 3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo)定坐標(biāo)系的定義，當(dāng)Y軸正方向垂直向上時(shí)，設(shè)定 第一千斤頂Ql對(duì)六維力傳感器3施加力+ Fy和力矩+ Mz,設(shè)定第二千斤頂 Q2對(duì)六維力傳感器3施加力+Fy,設(shè)定第三千斤頂Q3對(duì)六維力傳感器3施 加力+Fy和力矩-Mz,將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2從 傳感器固定支座l上取下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，重新安裝上去，此時(shí)標(biāo)定坐標(biāo) 系Y軸正方向水平向左，設(shè)定第一千斤頂Q1對(duì)六維力傳感器3施加力+Fx 和力矩+ Mz,設(shè)定第二千斤頂Q2對(duì)六維力傳感器3施加力+Fx,設(shè)定第三 千斤頂Q3對(duì)六維力傳感器3施加力+ Fx和力矩-Mz,再將連接有六維力傳 感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2從傳感器固定支座1上取下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90 度，再重新安裝上去，此時(shí)標(biāo)定坐標(biāo)系Y軸正方向垂直向下，設(shè)定第一千斤 頂Ql對(duì)六維力傳感器3施加力-Fy和力矩+Mz,設(shè)定第二千斤頂Q2對(duì)六 維力傳感器3施加力-Fy，設(shè)定第三千斤頂Q3對(duì)六維力傳感器3施加力-Fy和力矩-Mz,再將連接有六維力傳感器3和加載板4的轉(zhuǎn)接板2從傳感 器固定支座l上取下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90度，再重新安裝上去，此時(shí)標(biāo)定坐標(biāo)系 Y軸正方向水平向右，設(shè)定第一千斤頂Ql對(duì)六維力傳感器3施加力-Fx和 力矩+ Mz,設(shè)定第二千斤頂Q2對(duì)六維力傳感器3施加力-Fx,設(shè)定第三千 斤頂Q3對(duì)六維力傳感器3施加力-Fx和力矩-Mz。千斤頂固定支座8上置有五組千斤頂固定孔，分別為第一組千斤頂固定孔K1、第二組千斤頂固定孔K2、第三組千斤頂固定孔K3、第四組千斤頂固 定孔K4和第五組千斤頂固定孔K5，六維力傳感器3在標(biāo)定過程中，按照標(biāo) 定坐標(biāo)系的定義，當(dāng)Y軸正方向垂直向上時(shí)，當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第一 組千斤頂固定孔K1時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz和力矩-Mx;當(dāng) 第四千斤頂Q4安裝在第二組千斤頂固定孔K2時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的 是力-Fz和力矩+ My;當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第三組千斤頂固定孔K3時(shí)， 對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz和力矩+ Mx;當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第 四組千斤頂固定孔K4時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加的是力-Fz和力矩-My; 當(dāng)?shù)谒那Ы镯擰4安裝在第五組千斤頂固定孔K5時(shí)，對(duì)六維力傳感器3施加 的是力-Fz。然后，在完成對(duì)六維力傳感器3各個(gè)受力狀態(tài)標(biāo)定的基礎(chǔ)上，六維力傳 感器3分別得到對(duì)應(yīng)的輸出，對(duì)各種標(biāo)定狀態(tài)進(jìn)行組合，得到六維力傳感器 3的加載矩陣F和六維力傳感器的輸出矩陣V。六維力傳感器3的加載矩陣 F的秩為6的線性無關(guān)矩陣，F(xiàn)的逆矩陣存在，加載矩陣F為<formula>formula see original document page 20</formula>六維力傳感器3的輸出矩陣V為:<formula>formula see original document page 20</formula>最后，根據(jù)公式<formula>formula see original document page 20</formula>進(jìn)行計(jì)算，得到耦合矩陣C，從而完成對(duì)六維力傳感器3的標(biāo)定。
權(quán)利要求
1、一種用于六維力傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，其特征在于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)和第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)、第四千斤頂(Q4)對(duì)分別六維力傳感器(3)進(jìn)行加載，通過加載位置的改變實(shí)現(xiàn)各個(gè)力/力矩分量的獨(dú)立加載，加載時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)前面的加載帽(5)與加載板(4)上的側(cè)面加載孔(15)或正面加載孔(17)剛性接觸，通過標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器(6)測量實(shí)際加載力的大小，該方法是按以下步驟完成的先將六維力傳感器標(biāo)定裝置安裝好，并檢查第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)與底座(9)的垂直度，第四千斤頂(Q4)與千斤頂固定支座(8)的垂直度；設(shè)定重力校準(zhǔn)六維力傳感器(3)的標(biāo)定坐標(biāo)系；設(shè)定第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)對(duì)六維力傳感器(3)的Fx、Fy、Mz進(jìn)行加載標(biāo)定，并記錄數(shù)據(jù)；設(shè)定第四千斤頂(Q4)對(duì)六維力傳感器(3)的Fz、Mx、My進(jìn)行加載標(biāo)定，并記錄數(shù)據(jù)；計(jì)算六維力傳感器(3)的加載矩陣和傳感器輸出矩陣；根據(jù)公式，計(jì)算六維力傳感器(3)的耦合矩陣；檢驗(yàn)六維力傳感器(3)的耦合矩陣是否符合要求，如果不符合要求，需要重新對(duì)六維力傳感器(3)進(jìn)行標(biāo)定，否則標(biāo)定結(jié)束。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于六維力傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定方 法，其特征是設(shè)定第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3) 對(duì)六維力傳感器(3)的Fx、 Fy、 Mz進(jìn)行加載標(biāo)定，并按照以下步驟完成的將連接有六維力傳感器(3)和加載板(4)的轉(zhuǎn)接板(2)從安裝在傳感 器固定支座(1)上，使六維力傳感器(3)標(biāo)定坐標(biāo)系的Y軸水平向上； 設(shè)定重力校準(zhǔn)六維力傳感器(3 )標(biāo)定坐標(biāo)系的X軸或者Y軸；
3.<formula>formula see original document page 3</formula>
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能一地能雙熱源復(fù)合熱泵裝置，其特征在 于所述太陽能集熱器(12)的出水口通過設(shè)置在管路間的閥門(16)與生活熱水箱(18)的進(jìn)水口相連接，生活熱水箱(18)的出水口通過閥門(17)與太陽能集熱器(12)的進(jìn)水口相連接；在所述生活熱水箱(18)上設(shè)置有生活熱水供水管口和補(bǔ)水管口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能一地能雙熱源復(fù)合熱泵裝置，其特征在于與蓄熱水箱(11)蓄熱腔相連通的進(jìn)水口通過旁通閥(8)與殼一套管式三介質(zhì) 復(fù)合換熱器(2)的第一種介質(zhì)通道的出水管口相連通；與蓄熱水箱(ll)蓄熱腔相 連通的出水口通過第二循環(huán)水泵(9)與殼一套管式三介質(zhì)復(fù)合換熱器(2)的第一 種介質(zhì)通道進(jìn)水管口相連通；設(shè)置在蓄熱水箱(11)內(nèi)的換熱盤管(10)的進(jìn)水口 通過設(shè)置在管路間的閥門(15)與太陽能集熱器(12)的出水口相連接，該換熱盤 管(10)的出水口通過設(shè)置在管路間的閥門(14)、第一循環(huán)水泵(13)與太陽能集 熱器(12)的進(jìn)水口相連接；所述太陽能集熱器(12)的出水口通過設(shè)置在管路間 的閥門(16)與生活熱水箱(18)的進(jìn)水口相連接，生活熱水箱(18)的出水口通過 閥門(17)與太陽能集熱器(12)的進(jìn)水口相連接；在所述生活熱水箱(18)上設(shè)置 有生活熱水供水管口和補(bǔ)水管口 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于六維力傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，其特征是先設(shè)定第一千斤頂(Q1)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3) 對(duì)六維力傳感器(3)的Fx、 Fy、 Mz進(jìn)行加載標(biāo)定，后設(shè)定第四千斤頂(Q4 ) 對(duì)六維力傳感器(3)的Fz、 Mx、 My進(jìn)行加載標(biāo)定；或者先設(shè)定第四千斤 頂(Q4)對(duì)六維力傳感器(3)的Fz、 Mx、 My進(jìn)行加載標(biāo)定，后設(shè)定第一 千斤頂(Ql)、第二千斤頂(Q2)、第三千斤頂(Q3)對(duì)六維力傳感器(3) 的Fx、 Fy、 Mz進(jìn)行加載標(biāo)定，這兩種加載標(biāo)定沒有先后次序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于六維力傳感器標(biāo)定裝置的標(biāo)定方法，該方法設(shè)定六維力傳感器標(biāo)定裝置中的標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器、第一千斤頂、第二千斤頂、第三千斤頂和第四千斤頂對(duì)分別六維力傳感器施加載荷，通過加載位置的改變實(shí)現(xiàn)各個(gè)力/力矩分量的獨(dú)立加載。加載時(shí)，加載帽與加載板剛性接觸，通過標(biāo)準(zhǔn)單維力傳感器測量實(shí)際加載力的大小。在對(duì)六維力傳感器各個(gè)受力狀態(tài)分別進(jìn)行加載后，得到六維力傳感器加載矩陣和對(duì)應(yīng)的六維力傳感器輸出矩陣，對(duì)加載矩陣和輸出矩陣進(jìn)行解耦計(jì)算，得到耦合矩陣，即完成對(duì)六維力傳感器的標(biāo)定。本發(fā)明提供一種使用簡單、操作方便、標(biāo)定精度高的標(biāo)定方法，適用于大量程、大尺寸六維力傳感器的標(biāo)定和測試。
文檔編號(hào)G01L25/00GK101226094SQ20081002051
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者吳仲城, 吳寶元, 沈春山, 飛 申 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院