【摘要】：重載操作機(jī)、大型碾環(huán)機(jī)、盾構(gòu)機(jī)等巨型高端制造裝備是制造產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)裝備,國家尖端制造業(yè)發(fā)展水平和國民經(jīng)濟(jì)的重要體現(xiàn)。隨著“十三五規(guī)劃”和“中國制造2025”提出加速國內(nèi)制造業(yè)朝著高端、智能化趨勢發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)制造裝備空間實(shí)時(shí)力反饋與力順應(yīng)控制,需要對制造裝備進(jìn)行精確、高效的多維空間力測量,促使多維力傳感器成為制造裝備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本課題在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于并聯(lián)分載原理的壓電式六維大力傳感器研究”(編號51205165)和山東省自然科學(xué)基金聯(lián)合專項(xiàng)“壓電式重載六維力傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其測試系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”(編號ZR2015EL031)的資助下,對壓電式多維力傳感器關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,具體研究內(nèi)容如下:首先,論文基于石英晶體壓電效應(yīng)理論,對壓電式多維力傳感器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括傳感器空間布局設(shè)計(jì),根據(jù)力敏元件測量原理建立壓電式多維力傳感器空間受力模型,推導(dǎo)出壓電式多維力傳感器輸出數(shù)學(xué)表達(dá)式,并對設(shè)計(jì)相應(yīng)石英晶組序列,通過workbench軟件對晶組形狀進(jìn)行仿真,確定晶組形狀,依照經(jīng)驗(yàn)公式對壓電元件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次,晶組是壓電式多維力傳感器的核心元件,是壓電多維力傳感器設(shè)計(jì)與制造核心關(guān)鍵技術(shù)之一。為此,對傳感器晶組的關(guān)鍵制備工藝通過大量的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究分析,在清洗方面,選擇合適的清洗設(shè)備、清洗溶劑、清洗方法對壓電材料以及傳感器制作過程中關(guān)鍵零件與設(shè)備進(jìn)行去污處理,以保證清潔度;干燥方面,尤其是對壓電材料的干燥時(shí)間、干燥溫度、干燥方法等對晶體性能都有影響;檢測技術(shù)包括絕緣阻抗值和晶軸的判別,檢測絕緣阻抗值大于1013Ω,才能保證電荷穩(wěn)定輸出,無電荷泄漏現(xiàn)象,并采用正交實(shí)驗(yàn)方法分析出最佳的清洗、干燥方法,晶軸判別分析出晶軸與電極面之間的關(guān)系。最后,對壓電式多維力傳感器晶組的研制,設(shè)計(jì)了固定裝置以及壓片機(jī)輔助晶組制作,研制單元晶組與組合晶組,設(shè)計(jì)制作工藝與流程,并對研制的晶組序列進(jìn)行性能標(biāo)定實(shí)驗(yàn),確定晶組的線性度、靈敏度、橫向干擾、重復(fù)性誤差指標(biāo)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,晶組輸入與輸出都具有良好的線性度較好,靈敏度較高等特性,驗(yàn)證晶組關(guān)鍵制造技術(shù)的正確性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2459943