[發明專利]氣壓式力傳感器

無效

• 申請號: 200710022703.4
• 申請日: 2007-05-24
• 公開（公告）號: CN101055214A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 胡曉明;王紅艷
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所
• 代理人: 韓曉斌

技術領域

本發明涉及一種傳感器，具體涉及一種采用氣壓檢測技術進行力的測量工作的氣壓式力傳感器。

背景技術

在氣動機械手抓取工作時，有時需要測量施加于機械手上的力，這時就需要在機械手指上安裝測量力的傳感器。在現有測量力的傳感器中，主要是采用電阻應變片式或壓電式來對力進行測量，電阻應變片式力傳感器制造較為困難、結構復雜、體積較大，壓電式力傳感器在使用上容易受噪聲和環境溫度的干擾，并且這兩種力傳感器都需要復雜的信號處理電路。此外在氣動機械手抓取柔軟工件時，如果采用位置開關控制時，則剛度較大，容易抓傷工件表面，而使用氣囊式手爪，則力的測量較困難。

發明內容

本發明的目的就時針對上述情況，提供一種氣壓式力傳感器，該傳感器具有柔性，同時又可以利用氣動機械手現有的氣源進行力測量，該力傳感器結構簡單、易于加工制造、不易受工作環境的噪聲和溫度干擾。

本發明的技術解決方案是：該傳感器由密封腔、節流器組、壓力檢測孔、檢測板組成，上密封板、下密封板、密封壁通過密封圈安裝在一起組成一密封腔，下密封板上沿圓周均勻安裝一組節流器組，壓力檢測孔安裝在下密封板的中心，壓力檢測孔通過檢測管和橡膠軟管連接壓力傳感器及信號處理系統，下密封板上通過調節螺釘連接檢測板，檢測板與下密封板之間形成檢測間隙，在其中一密封壁的側面上安裝進氣接頭。

當外負載作用于檢測板上，使下密封板和檢測板之間的氣體檢測間隙減小，節流阻力增大，檢測間隙中壓力檢測孔處氣體壓力增加，此壓力信號在一定范圍內與作用在檢測板上的力成線形關系。將標定好的壓力檢測孔處的氣體壓力和力之間的關系曲線存入計算機，在傳感器工作時，通過與檢測管連接的壓力傳感器檢測壓力檢測孔處的壓力，數據被送入計算機，調出壓力和力之間的關系曲線，經過信號處理就可以測量出作用于檢測板上的力。此外通過調節螺釘調節檢測間隙，可以改變傳感器的測量范圍和靈敏度。

本發明的傳感器通過力的作用，使檢測板產生位移而造成檢測間隙內的壓力發生變化，建立壓力和力之間的關系，具有一定的柔性，結構簡單，加工制造容易，適用于氣動機械手或利用氣壓工作時進行力檢測的場合。

附圖說明

圖1為氣壓式力傳感器結構示意圖；

圖2為圖1的A-A俯視圖。

圖中：1上密封板、2密封壁、3檢測管、4密封圈、5下密封板、6節流器組、7壓力檢測孔、8檢測板、9調節螺釘、10進氣接頭、11密封腔。

具體實施方式

如圖1、2所示，該傳感器由密封腔11、節流器組6、壓力檢測孔7、檢測板8裝置組成，上密封板1、下密封板5、密封壁2通過密封圈4安裝組成密封腔11，下密封板5上沿圓周均勻安裝一組節流器組6，壓力檢測孔7安裝在下密封板5的中心，壓力檢測孔7通過檢測管3和橡膠軟管連接壓力傳感器及信號處理系統，下密封板5上通過調節螺釘9連接檢測板8，檢測板8與下密封板5之間形成檢測間隙，在其中一密封壁2的側面上安裝進氣接頭10。

當外負載作用于檢測板8上，使下密封板5和檢測板8之間的氣體檢測間隙減小，節流阻力增大，檢測間隙中壓力檢測孔7處氣體壓力增加，此壓力信號在一定范圍內與作用在檢測板8上的力成線形關系。將標定好的壓力檢測孔7處的氣體壓力和力之間的關系曲線存入計算機，在傳感器工作時，通過與檢測管3連接的壓力傳感器檢測壓力檢測孔7處的壓力，數據被送入計算機，調出壓力和力之間的關系曲線，經過信號處理就可以測量出作用于檢測板8上的力。此外通過調節螺釘9調節檢測間隙，可以改變傳感器的測量范圍和靈敏度。