并联式六维加速度传感器中相对、绝对运动的影响关系*

陈华鑫，尤晶晶,2，王林康，唐子凯，李成刚

(1.南京林业大学 机械电子工程学院，江苏 南京 210037；2.江苏省精密与微细制造技术重点实验室，江苏 南京 210016；3.南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016)

0 引 言

六维加速度传感器在汽车安全、机器人、航空航天等领域有着广泛的应用。目前，六维加速度传感器还处于理论研究阶段，Zou T等人[1]基于8个线加速度计，提出一种空间几何构型。孙治博等人[2]提出了一种基于Stewart机构的六维加速度传感器。尤晶晶等人[3]设计了多种构型的并联式六维加速度传感器，相比于传统的由加速度计和陀螺仪组合而成的系统，有结构简单、精度高、量程大等优点。

然而，六自由度并联机构的输入、输出量较多，且属于强非线性耦合系统，这造成传感器的解耦过程极其复杂。研究发现，如果能够不考虑质量块相对于基座的运动，理论上能够降低解耦算法的复杂性，并提高解算效率[4，5]。但是，目前还未有文献专门研究上述相对运动与待测体绝对运动之间的依赖特性。

本文通过剖析四种不同构型并联式六维加速度传感器因忽略质量块相对基座的运动而额外引入的误差与待测运动参数的关系，挖掘出4种构型传感器可以忽略相对运动的应用场合。最后，通过计算并联机构雅可比矩阵的条件数，评估了构型的各向同性，并据此解释了上述结果。本文的研究方法及结论为六维加速度传感器解耦算法的进一步优化提供了理论依据。

1 并联式……

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