本文關(guān)鍵詞：基于磁效應(yīng)的嵌入式精密球鉸鏈空間回轉(zhuǎn)角度測量技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 精密球鉸鏈 空間回轉(zhuǎn)角度測量 變系數(shù)理論模型 磁敏傳感器

【摘要】：球鉸鏈?zhǔn)且环N能夠提供3自由度的回轉(zhuǎn)運動機構(gòu),由球鉸桿、球頭和球基座組成。由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點并且能夠靈活地承受來自任意方向的載荷,所以在各種形式的并聯(lián)機構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。如果能實時準(zhǔn)確地獲得球鉸鏈的回轉(zhuǎn)角度,將有助于并聯(lián)機器人的運動控制及精度提高。本文在先前研究的永磁體分離式測量方式的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步深入探索,研究一種矩形永磁體嵌入式精密球鉸鏈空間回轉(zhuǎn)角度的測量方法。選用特定型號的永磁體嵌入到球頭的底部,在球鉸鏈球窩底部放置多個磁敏傳感器組成傳感器陣列,通過磁激勵源與磁敏傳感器相互配合的方式可以實時獲知球鉸鏈回轉(zhuǎn)角度信息。本文首先建立了兩種矩形永磁體空間磁場分布理論模型,并探討了兩種理論模型的優(yōu)缺點。通過實驗來驗證理論模型的合理性,對建立模型的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實驗標(biāo)定,探索了永磁體附近適合用來角度信息檢測的空間區(qū)域。接著根據(jù)球鉸鏈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行樣機設(shè)計和改進(jìn),樣機結(jié)構(gòu)能夠模擬球鉸鏈運動,實現(xiàn)對傳感器信號反解角度值的標(biāo)定。大量的實驗和數(shù)據(jù)分析表明,球鉸鏈空間回轉(zhuǎn)角度分量α、β都在-100～10°范圍內(nèi)變動時,α在其區(qū)域內(nèi)的平均誤差為0.36°,β在其區(qū)域內(nèi)的平均誤差也為0.36°°當(dāng)α、β超過該范圍時,磁感應(yīng)強度的實測值變化強于理論值,但變化趨勢基本相同,針對該問題本文給出一種新的變系數(shù)理論模型,有效地利用了磁場待測空間,擴大了量程。通過該模型反解出的α在-20°～20°范圍內(nèi)變動時,平均誤差為0.42°,β在-16°～16°的平均誤差0.36。,相對先前的方案,測量精度和反解速度都有很大提高。
【關(guān)鍵詞】：精密球鉸鏈 空間回轉(zhuǎn)角度測量 變系數(shù)理論模型 磁敏傳感器
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242;TH712
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 相關(guān)技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀16-22
• 1.2.1 球鉸鏈空間回轉(zhuǎn)角度測量相關(guān)技術(shù)國外現(xiàn)狀16-20
• 1.2.2 球鉸鏈空間回轉(zhuǎn)角度測量相關(guān)技術(shù)國內(nèi)現(xiàn)狀20-21
• 1.2.3 相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀評述21-22
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容22
• 1.3.1 課題來源22
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容22
• 1.4 本章小結(jié)22-23
• 第二章 測量技術(shù)原理23-45
• 2.1 測量基本思路23-24
• 2.1.1 永磁體分離式測量方案23
• 2.1.2 永磁體嵌入式測量方案23-24
• 2.2 永磁體相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用24-25
• 2.3 矩形永磁體空間磁場分布模型的建立25-31
• 2.3.1 矩形永磁體分子環(huán)流模型25-29
• 2.3.2 矩形永磁體等效磁荷模型29-31
• 2.4 矩形永磁體等效磁荷模型驗證以及剩磁B_r的標(biāo)定31-37
• 2.4.1 實驗平臺32
• 2.4.2 實驗過程和數(shù)據(jù)分析32-36
• 2.4.3 誤差分析36-37
• 2.4.4 結(jié)論37
• 2.5 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論37-39
• 2.6 嵌入式測量模型的建立39-40
• 2.7 球鉸桿回轉(zhuǎn)角度和方位角的反算40-42
• 2.8 理論模型正解與角度反解分析42-43
• 2.8.1 理論模型正解42
• 2.8.2 角度反解42-43
• 2.9 本章小節(jié)43-45
• 第三章 實驗測量方案設(shè)計45-54
• 3.1 傳感器和永磁體的選型45-46
• 3.2 測量系統(tǒng)軟件設(shè)計46-47
• 3.3 矩形永磁體嵌入式方案47-48
• 3.4 測量樣機的設(shè)計48-49
• 3.5 矩形永磁體外部空間磁場仿真49-50
• 3.6 不同材料對矩形永磁體磁場分布的影響50-51
• 3.7 傳感器與永磁體的位置匹配51-53
• 3.8 本章小節(jié)53-54
• 第四章 實驗與數(shù)據(jù)分析54-71
• 4.1 實驗平臺搭建54-55
• 4.2 理論數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)分析55-63
• 4.2.1 理論數(shù)據(jù)55-57
• 4.2.2 磁感應(yīng)強度實測數(shù)據(jù)57-59
• 4.2.3 磁感應(yīng)強度誤差分布59-60
• 4.2.4 -10°～10°區(qū)域內(nèi)角度反解及誤差分布60-63
• 4.3 變系數(shù)理論模型與大角度測量數(shù)據(jù)處理63-69
• 4.3.1 變系數(shù)理論模型63-67
• 4.3.2 變系數(shù)理論模型角度反解67-69
• 4.4 誤差分析69-70
• 4.5 本章小節(jié)70-71
• 第五章 總結(jié)與展望71-72
• 5.1 課題總結(jié)71
• 5.2 課題展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄1 位置1處磁感應(yīng)強度測量值76-78
• 附錄2 位置2處磁感應(yīng)強度測量值78-80
• 附錄3 位置3處磁感應(yīng)強度測量值80-82
• 附錄4 位置4處磁感應(yīng)強度測量值82-84
• 附錄5 位置5處磁感應(yīng)強度測量值84-86
• 讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況86

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 支前鋒,劉遠(yuǎn)偉;滾動球鉸鏈的研究[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2003年01期

2 李成剛;尤晶晶;吳洪濤;;橢圓型彈性球鉸鏈轉(zhuǎn)動性能及疲勞強度研究[J];中國機械工程;2011年02期

3 高金蓮;韓英強;李波;張小俊;劉更謙;;并聯(lián)機器人球鉸鏈的仿真設(shè)計[J];機械設(shè)計;2007年02期

4 劉德忠,費仁元,許意華,潘新文;微機器人中用細(xì)鋼絲替代球鉸鏈的定位誤差[J];機械設(shè)計;2003年05期

5 魏敏和;韓先國;張軍;;3-UPS/S并聯(lián)轉(zhuǎn)臺球鉸鏈的優(yōu)化研究[J];航天制造技術(shù);2011年03期

6 張小慶;;介紹一種新的鉚接工具——擺動旋鉚頭[J];機械制造;1991年04期

7 寧汪洋,楊公明,袁格俠;汽車后視鏡球鉸鏈聯(lián)接松動問題的分析與解決[J];機械設(shè)計與制造;2005年05期

8 ;[J];;年期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱良;基于磁效應(yīng)的嵌入式精密球鉸鏈空間回轉(zhuǎn)角度測量技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號：832979