多維力矩監(jiān)測(cè)與智能算法協(xié)同：工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)過(guò)載盲區(qū)補(bǔ)償技術(shù)研究
在船舶動(dòng)力測(cè)試、航空航天推進(jìn)系統(tǒng)等極端場(chǎng)景中，超大量程力矩測(cè)力傳感器需直面高溫、強(qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾等嚴(yán)苛挑戰(zhàn)，其生存法則在于材料、結(jié)構(gòu)與算法的協(xié)同創(chuàng)新。
材料選擇是基礎(chǔ)防線。以美國(guó)希蒙斯坦公司為中船動(dòng)力研究院定制的MCRT®86011V扭矩傳感器為例，其核心彈性元件采用高強(qiáng)度合金鋼，機(jī)械過(guò)載能力達(dá)1000%，可承受1100kNm的極端扭矩。這種材料在-50℃至150℃寬溫域內(nèi)保持彈性模量穩(wěn)定，確保形變與扭矩的線性關(guān)系不受溫度波動(dòng)影響。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需攻克環(huán)境干擾。傳感器采用無(wú)軸承動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，通過(guò)法蘭與底座的非封閉式大間隙信號(hào)傳輸，既避免了旋轉(zhuǎn)部件摩擦生熱，又通過(guò)5-7mm的間隙隔離了振動(dòng)干擾。在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)試中，類(lèi)似結(jié)構(gòu)的傳感器通過(guò)優(yōu)化剪切梁布局，將偏轉(zhuǎn)力矩測(cè)量誤差控制在±0.5%FS以內(nèi)。
算法補(bǔ)償提升生存精度。面對(duì)強(qiáng)電磁干擾，傳感器內(nèi)置自適應(yīng)濾波算法，可實(shí)時(shí)識(shí)別并剔除噪聲信號(hào)。在深海勘探場(chǎng)景中，耐壓型六維力傳感器通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)壓力、溫度等多參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，使1000米水深下的測(cè)量重復(fù)性優(yōu)于0.1%。
