六分力傳感器能同時檢測到三維空間的全力信息，是隨著機器人技術的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新傳感器。
本文主要圍繞復雜環(huán)境下六分力傳感器系統(tǒng)設計原理的若干關鍵技術和實驗校準等問題進行深入研究，并研制出“氣動力-慣性力復合離心試驗”用六分力傳感器系統(tǒng)，完成的主要工作如下：
1、系統(tǒng)地總結(jié)分析了六分力傳感器的概念原理、特點及工程應用，重點回顧了六分力傳感器及其關鍵技術的國內(nèi)外研究狀況。并從測量系統(tǒng)理論的角度，分析了六分力傳感器系統(tǒng)的數(shù)學理論基礎。
2、在對比分析六種可選用的測力敏感元件方案的基礎上，對并聯(lián)結(jié)構(gòu)和盒式結(jié)構(gòu)六分力傳感器分別進行總體方案分析，并重點提出了一種新型八正交梁結(jié)構(gòu)六分力傳感器系統(tǒng)的總體設計方案，同時詳盡闡述了其結(jié)構(gòu)設計、工藝、布片組橋及測量原理等關鍵技術。
3、針對維間耦合嚴重制約著傳感器測量精度的問題，對多分力傳感器解耦算法進行**系統(tǒng)分析，分別針對靜態(tài)解耦和動態(tài)解耦，提出幾種有效的解耦方法及策略。
4、以并聯(lián)結(jié)構(gòu)六分力傳感器為研究對象，推導出其主要性能指標的解析解，分析了主要性能指標的性能橢球特性；引入性能影響因子，考察了無量綱化的關鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)與主要性能指標的量化關系，繪制出主要性能指標的二維性能圖譜；并在此基礎上提出了面向性能指標（DFP）的傳感器設計策略。針對盒式結(jié)構(gòu)六分力傳感器的關鍵部件--力敏元件與彈性連桿進行優(yōu)化設計，提出了一種基于正交試驗和APDL的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，并采用該方法實現(xiàn)了力敏元件的優(yōu)化設計，同時推導出新型柔性鉸鏈的柔度解析計算公式，并考察了關鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對新型柔性鉸鏈柔度性能的影響規(guī)律。利用有限元仿真軟件，對新研制八正交梁結(jié)構(gòu)六分力傳感器進行靜力學特性分析及模態(tài)分析；以維間耦合*小為目標函數(shù)建立了其結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學模型，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化；并考察了結(jié)構(gòu)參數(shù)變化影響固有頻率的規(guī)律。完成了新型六分力傳感器的動態(tài)特性仿真研究，獲取了其受到階躍或沖擊載荷后的動態(tài)響應，提取了其動態(tài)性能指標值。
5、建立了六分力傳感器性能的通用評價指標體系模型和AHP-FUZZY評價模型，為六分力傳感器的性能綜合評價提供了理論依據(jù)，并給出了新型六分力傳感器系統(tǒng)的評價實例，評價結(jié)果良好；同時建立了并聯(lián)結(jié)構(gòu)六分力傳感器評價指標體系。
6、完成了新型八正交梁結(jié)構(gòu)六分力傳感器的靜態(tài)校準和準動態(tài)實驗，實驗結(jié)果表明：傳感器的精度、準度、線性度等比較理想，達到了復合離心試驗的使用要求。
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