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柔性连杆挠度的无透镜PSD测量

DOI：10.1088/1361-6501/aaed01 期刊：Measurement Science and Technology 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 精确测量柔性连杆末端位置与姿态的变化，对柔性机器人控制应用具有重大意义。本文针对空间应用场景，提出一种利用位置敏感探测器（PSD）传感器测量连杆在弯曲和扭转作用下末端位置与姿态变化的测量系统。与现有柔性机器人空间偏转测量方法不同，本方案在使用PSD传感器时无需依赖易损的透镜或棱镜即可获取角位移。通过静态载荷下悬臂柔性连杆承受弯曲与扭转时的五变量测量实验结果，验证了所提方法的有效性。
作者： I. Weerasekera，G. Balyasin，W.-H. Zhu，G. Liu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发、评估并展示仅使用激光二极管和PSD传感器测量柔性连杆挠度的概念，并消除测量过程中透镜的使用。

研究成果

该方法无需使用易损透镜或棱镜，即可精确测量受弯曲和扭转作用的柔性连杆的位置与角偏转。实验结果验证了该方法的准确性，其测量值与千分表观测值及理论值的偏差均在200微米以内?；谖恢妹舾刑讲馄鳎≒SD）测量的角位移计算结果误差小于五分之一度。

研究不足

该方法假设变形无限小且连杆在轴向载荷下的变形可忽略不计。角偏转限制在小于3度以内，弯曲与连杆长度的比值限制在1-2%之间。测量精度可能受到激光束偏离PSD表面法线的影响。

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