一种高精度高刚度六维力测量平台

摘要

本发明涉及一种高精度高刚度六维力测量平台，解决现有测量系统不能满足微小振动测量对刚度及传感器自由组合测量使用要求的技术问题。本发明提供的一种高精度高刚度六维力测量平台，通过多个不同位置的普通压电力传感器的合理布置，通过软件实现空间实时解耦，从而使得六个自由度的微扰动信号可以利用现有的单向压电力传感器来实时测量，克服了缺少高精度三向传感器及测量延迟的问题，使得实时测量精度大大提高。该测量平台内部紧凑，没有活动部件，刚度较大，测量频率范围较宽。本发明的测量平台通过对平台结构优化，设计了多达20个传感器安装接口，可以通过不同的测量环境确定最合适测试方案，提高了测量平台的适应性及测量精度。

主权项

一种高精度高刚度六维力测量平台，其特征在于，包括：底板(1)、底座(2)、负载盘(3)、外框(4)、沿Z向安装的压电力传感器(5)、沿X及Y向安装的压电力传感器(6)、数据采集及处理系统(7)；所述沿Z向安装的压电力传感器(5)位于底座(2)上表面和负载盘(3)下表面之间，通过螺栓压紧提供预紧力，测量Z方向的振动力和X、Y方向的振动力矩；所述沿Z向安装的压电力传感器(5)以线对称的方式安装在负载盘(3)下表面预留的突台位置上，其个数至少为4个，至多为8个；所述沿X及Y向安装的压电力传感器(6)通过螺栓固定在外框(4)及负载盘(3)侧面上，其安装方向与Z轴呈空间垂直关系，同时螺栓拧紧在负载盘(3)的侧面，以测量X、Y方向的振动力和Z方向的振动力矩；所述沿X及Y向安装的压电力传感器(6)以角对称的方式安装在负载盘(3)侧面凹槽位置，其个数至少为4个，至多为12个；所述外框(4)通过螺钉固定在底板(1)的下表面；所述底座(2)通过螺栓固定在底板(1)上；当微小振动源产生振动时，沿Z向安装的压电力传感器(5)、沿X及Y向安装的压电力传感器(6)产生电压信号输出，通过信号传输线与数据采集及处理系统(7)相连，将高阻抗输入信号变换为低阻抗输出，并放大压电元件的微弱电信号，最终通过对电信号的分析处理，转化为三个微小振动力信号和三个微小振动力矩信号，进而分析出微小振动源的振动特性。