六分支正交并联六维力传感器结构简图如图2-4所示。它是由上下两个平台、六个测量分支等几部分组成。其中上平台为测力平台,下平台为固定平台,测量分支分为水平和竖直分布两组,每组3个。其中固定平台和测力平台的结构完全相同,均分别有三个立柱与平台固连。竖直测量分支两端分别与固定平台和测力平台直接连接,水平测量分支两端分别与测力平台和固定平台上相对应的立柱连接。两组测量分支分别呈圆周对称分布。

图2-4　六分支正交并联六维力传感器结构简图

在测力平台的中心点处设立一个基坐标系Oxyz。固定平台与测力平台之间的垂直高度为L。测量分支与固定平台连接点为B,与测力平台连接点为b。竖直分支分布在以原点为中心,外接圆半径为a1,且一条中线在x轴上的正三角形的三个顶点处;水平分支分布在以原点为中心,内接圆半径为a2,与竖直分支所在三角形相似的正三角形的三条边上。水平分支到测力平台的垂直距离设为a3。

根据式(2-5),六分支正交并联六维力传感器的静力学平衡方程为

式中,一阶静力影响系数矩阵(www.daowen.com)

式中

代入式(2-12),得

由式(2-14)可看出G6中的各维列向量均不相关,即此时传感器不处于奇异位形,则六维力可由分支轴向力唯一确定。