ロボットによる作業環境へのフィードバックを通じて自動化作業を実現するために、圧電式6軸力センサーの研究を行った。本論文では圧電石英を力感知素子として選び、並列分担原理および多点測定原理を組み合わせて、8点支持ホイールスポーク型圧電6軸力センサーの構造および測定原理を提案する。これには強いデカップリング、軽量化、大きな測定レンジ、高い固有周波数の特徴がある。ANSYSソフトウェアを用いてパラメトリックモデリングを行い、6軸力の静力学シミュレーション実験を実施して8点支持ホイールスポーク型センサーの測定原理を検証した。準静的校正および動的校正プラットフォームを構築し、設計した圧電式6軸力センサーを校正した。実験結果は、センサーの非直線性が0.5％未満、軸間干渉が4％未満、固有周波数が6kHzを超えることを示した。ホイールスポーク型構造圧電6軸力センサーは6軸力の測定を効果的に行い、軸間カップリングを除去でき、動的測定要求を満たし、軽量大容量センサー設計の理論基盤と設計根拠を提供し、他の種類の圧電式6軸力センサー設計および製作に重要な参考価値を持つ。

圧電石英;ホイールスポーク型;多点測定原理;6軸力センサー;軸間カップリング