[實(shí)用新型]一種應(yīng)變式的六維力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220253619.X
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN202720078U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈力;胡文輝;姚玉明;柯建東
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波柯力傳感科技股份有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L5/16
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種測量空間六維力的應(yīng)變式傳感器。

背景技術(shù)

應(yīng)變式六維力傳感器測力信息豐富，能檢測空間六維力(Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz)，即檢測三維空間（笛卡爾坐標(biāo)系）的全力信息（三個(gè)力分量和三個(gè)力矩分量）的傳感器。產(chǎn)品適用于機(jī)器人制造、自動(dòng)化設(shè)備、智能控制自動(dòng)控制設(shè)備、智能機(jī)器、材料檢測設(shè)備、材料受力狀態(tài)分析、零部件工作過程受力分析等場合，行業(yè)覆蓋了機(jī)器人、汽車制造、自動(dòng)化流水線裝配、生物力學(xué)、航空航天、輕紡工業(yè)等領(lǐng)域。對于應(yīng)變式六維力傳感器的研究器核心問題是傳感器彈性體的設(shè)計(jì)，彈性體結(jié)構(gòu)決定著傳感器的量程，靈敏度，動(dòng)態(tài)性能。關(guān)于六維力傳感器的研究，目前已形成多種專利技術(shù)，如申請?zhí)枮?00910024143.5（公開號為CN?101672705A）的中國發(fā)明專利申請所公開的《一種六維力傳感器》，該六維力傳感器公開了一種十字彈性梁結(jié)構(gòu)和圓筒型結(jié)構(gòu)相結(jié)合的形式，其雖然具有縮小傳感器的整體尺寸，消除各種力的相互干擾等優(yōu)點(diǎn)，但該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，且十字彈性梁結(jié)構(gòu)在殼體內(nèi)側(cè)，給貼片帶來很大的麻煩，另由于浮動(dòng)梁的存在，維間力的串?dāng)_還是不可避免；又如申請?zhí)枮?01010577466.X（公開號為CN102095534A）的中國發(fā)明專利申請所公開的《雙十字架高靈敏度六維力矩傳感器》，該六維力矩傳感器通過采用雙十字梁結(jié)構(gòu)，雖然可以減輕由于浮動(dòng)梁的存在帶來的維間力的串?dāng)_問題，但是雙層結(jié)構(gòu)中間相向部分貼片操作困難，易產(chǎn)生制作誤差，并且，兩十字梁與筒間為非整體件，使用時(shí)易造成竄動(dòng)而帶來誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、貼片制作方便并能同時(shí)減輕維間力的串?dāng)_的應(yīng)變式的六維力傳感器。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該應(yīng)變式的六維力傳感器，包括彈性體、電纜連接頭及電纜信號線，其特征在于：所述的彈性體包括傳感器支架、位于該支架中間的加載臺及位于支架內(nèi)部并連接該加載臺與所述傳感器支架的十字梁，該十字梁與所述的傳感器支架為一體件且兩者之間采用凹槽過渡結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述的十字梁與傳感器支架相連接的部位成型有所述的凹槽，且十字梁的每根梁與傳感器支架的連接部位開有兩個(gè)凹槽。

為了便于應(yīng)變計(jì)安裝，所述傳感器支架表面具有與所述十字梁的四根梁一一正對的四個(gè)平臺，上述各平臺上分別開有相互平行的上條形通槽和下條形通槽，且所述上條形通槽的下表面與所述十字梁的上表面齊平，所述下條形通槽的上表面與所述十字梁的下表面齊平。安裝時(shí)，應(yīng)變計(jì)分別粘貼在十字梁的表面與條形通槽之間。

為了使傳感器與設(shè)備的施力裝置相連接，所述加載臺的中間開有安裝孔。將傳感器與施力裝置相連接后，力可以傳遞到傳感器上。安裝孔一般帶有鍵槽，并且根據(jù)使用要求不同可以設(shè)計(jì)成螺紋孔，安裝孔也可以設(shè)計(jì)成通孔結(jié)構(gòu)。

為了便于將傳感器安裝在設(shè)備上，所述傳感器支架的四個(gè)角落各設(shè)有一個(gè)安裝平臺，所述各安裝平臺上開有支架安裝孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：首先，該六維力傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便；其次，由于該六維力傳感器的十字梁與外支架一體制作而成并且兩者采用凹槽過渡結(jié)構(gòu)，從而在結(jié)構(gòu)上可以實(shí)現(xiàn)力的解耦，減輕維間力的串?dāng)_問題；再者，貼片結(jié)構(gòu)選擇合理，傳感器輸出精度高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的主視圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中的應(yīng)變式六維傳感器包括彈性體、可插拔式的電纜連接頭2以及電纜信號線3，其中，彈性體包括傳感器支架11、位于支架11中間的加載臺12及位于支架11內(nèi)部并連接該加載臺12與傳感器支架11的十字梁13。為了避免傳感器因竄動(dòng)而帶來的誤差，以從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)力的解耦，減輕維間力的串?dāng)_問題，本實(shí)施例中，十字梁13與傳感器支架11為一體件并且兩者之間采用凹槽131過渡結(jié)構(gòu)，特別地，十字梁13的每根梁與傳感器支架11相連接的部位成型兩個(gè)凹槽131，這樣，通過凹槽131過渡結(jié)構(gòu)后，可以減小力維間的耦合效應(yīng)，從而明顯改善傳感器的性能。