载荷感应器是飞行操纵系统中非常重要的一部分,它给驾驶员应有的操纵感觉以免发生错误的操纵,在保障安全飞行中起到非常重要的作用。由于测量位移变化小,精度达到0.01mm,一般拉/压试验机无法达到要求。针对这一难题,采用了高精度的位移传感器与力传感器,并与上位机和PLC相结合,设计了一套智能的高精度载荷感应器拉/压试验机系统。实验结果达到技术要求,为飞行员的安全飞行提供了有力的保障。

介绍了一种新的六自由度足力测量装置的结构。首先描述了测试装置的硬件结构,然后运用坐标变换等数学工具,根据点在平面上的投影确定了移动体在空间的位移,并通过刚度矩阵,给出了该装置的数学模型及六维力向量的信息获取方法。试验结果表明,该装置方案可行,结构合理,数学模型正确,刚度矩阵的标定能满足精度要求,基本上达到了使用程度。

原子力显微镜已成为人们观测和研究物体微观世界的强有力工具，由悬臂梁与探针集成件组成的力传感器是原子力显微镜的一个关键部件，它的结构和性能直接影响原子力显微镜的性能、测量分辨率和测试图象质量。本文着重介绍了原子力显微镜基本工作原理、对力传感器的要求、力传感器的结构和设计、力传感器的微机械加工以及其主要性能测试等问题。

采用绝对法进行正弦力校准,动态力由安装在振动台上的质量块产生,力值根据力的定义直接溯源到质量、加速度和时间.为了减少测量不确定度,质量块上的加速度分布必须进行准确测量.文中介绍了采用激光干涉法进行动态力校准的原理和信号处理方法,同时介绍了与德国PTB加速度实验室进行加速度测量的比对情况.结果表明,采用所介绍的正弦力校准方法可以提高校准的准确度.

对于长期卧床患者的体重进行监测，一直是临床医护工作 中重要而又较难实现的事情。以前只有少数大医院使用进口的“称重床”对特需者进行体重 监测；因其昂贵价格与专用，床具很难普及。本课题的目的就是研制一种便携式、组合型的 以 病床——也可以是椅子、平板……为“秤盘”的称重装置。由于它具有高的稳定性、重复性 和优良的分辨率，特别适合对长期卧床者进行输入量(例如输液量、进食量……)、输出量( 例如腹水抽吸量、排便量…)的长期监测。

为了保证机器人在任意的抓取位姿皆能够完成3种形状轴孔零件的装配任务,提出了一种利用力传感器实现主从双臂协调运动的轴孔装配策略。详细描述了该策略在3个不同阶段的控制方法,在理论上保证了该策略的可行性。搭建了实验平台,针对3种不同形状的零件,分别采用4组不同的抓取位姿进行了实验。实验结果表明:由于零件形状的不同使得双臂在Z轴方向的调整角度不同,导致了装配任务耗时的差异性;对任意形状的零件以任意的位姿抓取,系统均能够在最短的时间内搜索出准确的装配位姿,以完成各种复杂形状轴孔零件的装配任务,验证了所提出的主从双臂协调下的轴孔装配策略的可行性和有效性。

针对生物工程领域中传统力传感器无法实现机器人精确触觉感知的问题,提出一种可测量黏弹性材料力学特性的微型液压驱动机构。该机构通过直接接触目标对象来测量反作用力和位移,其末端执行器的尖端由微型气缸构成,并使用帕斯卡原理进行放大处理。对微型气缸的最佳尺寸进行分析,并给出微型液压驱动机构的供液系统。采用内径为1.6 mm的微型气缸对不同硬度的黏弹性材料进行蠕变实验和测量实验。根据离散的位移和载荷数据,分别通过开尔文模型和标准线性体模型计算接触物体的刚度和黏性系数。结果表明:相比标准线性体模型,采用开尔文模型的微型液压驱动机构识别出的刚度和黏性系数最接近真实值,能够满足机器人触诊系统中高精度力学特性测量的需求。

为研究高速电主轴静刚度的特性,利用DH3818静态应变测试仪,以高速电主轴为本体,研究高速电主轴静刚度与作用在电主轴上的力之间的关系。使用静态应变测试仪和力传感器在电主轴处于稳定状态时对1.5×104r/min电主轴和6×104r/min电主轴的径向刚度和轴向刚度进行测试,通过测试得知：高速电主轴静刚度大小与端部变形量成反比。对比分析1.5×104r/min电主轴轴向刚度与径向刚度,可知电主轴径向刚度远远大于轴向刚度;对比分析1.5×104r/min与6×104r/min电主轴径向刚度,可知最高转速低的电主轴比最高转速高的电主轴刚度大。又因为过低的静刚度会对数控机床的性能造成影响,所以提高电主轴静刚度也可使机床的性能得到提高。

本文对最新研制成功的１２００ｋＮ标准动态力源装置中液压系统的设计作了详尽的介绍。该装置采用帕斯卡原理，利用标准砝码产生最大为１２００ｋＮ的静态力值，然后冲击卸荷得到负阶跃动态力，在液压系统设计中，采用了较为新颖的高压油封技术，取得了很好的密封效果。同时，该系统采用全自动电气控制技术，使所有操作自动化。

介绍了液压拉力试验机的微机改造对改造后自动拉伸测试系统的组成、操作使用及测量精度作了详细的分析研究结果表明液压拉力试验机的微机改造可使非电拉试验机测试能力提高一个水平值得推广。该系统完全能满足GB228—87《金属拉伸试验方法》标准要求。