并联式多维力传感弹性体

运动同构高线性

基于并联机构运动特性优化拓扑，使弹性体变形传递与并联机构雅可比矩阵同构，实现多维力/力矩的解耦感知。

朱大昌 · Yonglong, He · 李方义

Engineering Analysis with Boundary Elements 2024

参数信息

力/力矩维数

3

技术优势

设计方法简单通用

拓扑优化过程直接利用并联机构的运动学雅可比矩阵，无需复杂的迭代或经验调整，即可获得传感结构。

实现解耦传感

弹性体变形路径与并联机构雅可比矩阵同构，各维力/力矩的测量互不干扰。

直接具备力传感器能力

实验评估证明该弹性体可利用逆雅可比矩阵实现力感知，可直接用作力传感器。

应用场景

• 六维力传感器：其设计方法可推广至六维，有助于构建新型六维力传感器。
• 机器人关节力控：弹性体解耦性能良好，可提升机器人关节力控精度。
• 手术器械力反馈：多维力感知可用于手术器械的精细力反馈。