剪切梁结构扭矩传感器的应变解析

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剪切梁结构扭矩传感器的应变解析
发布时间：2024-10-15 来源：2024年第2期浏览次数：59
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作者：范素香，娄洪轩，孙瑞，蔡培芳
单位：华北水利水电大学机械学院
摘要：为实现对机器人在复杂情况下的灵活控制，需要在机器人关节处增加扭矩传感器，扭矩传感器是获取机器人关节运行状态的重要检测部件。考虑机器人自身尺寸限制及工作场景等因素，扭矩传感器采用轮辐式结构。本文介绍了扭矩传感器的结构和工作原理，分析了传感器弹性横梁在扭矩载荷作用下的变形协调条件，基于变形协调条件和铁木辛柯梁理论推导了剪切梁的应变计算公式，并建立了简化力学解析模型。通过有限元分析对力学模型的准确性和对弹性体结构参数的敏感性进行了验证。算例结果表明，该简化力学模型得出的结果和有限元结果数值相对误差在8.9%以内，表明了该简化力学解析模型的准确性。
关键词： 传感器;剪切梁;扭矩;铁木辛柯梁理论;
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