[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于實(shí)現(xiàn)量程擴(kuò)展的六維力和力矩傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410001468.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103698076A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋愛(ài)國(guó);陳丹鳳;潘棟成;李會(huì)軍;徐寶國(guó);武秀秀
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01L5/16
• 分類(lèi)號(hào): G01L5/16
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

1.一種用于實(shí)現(xiàn)量程擴(kuò)展的六維力和力矩傳感器，其特征在于：該傳感器包括彈性體和位于彈性體上的應(yīng)變片；

所述的彈性體包括四個(gè)固定臺(tái)（1），一個(gè)中心加載臺(tái)（2）和四個(gè)梁?jiǎn)卧膫€(gè)固定臺(tái)（1）均勻分布在中心加載臺(tái)（2）周邊；每個(gè)梁?jiǎn)卧荚O(shè)在相鄰兩個(gè)固定臺(tái)（1）之間；所述的每個(gè)梁?jiǎn)卧ㄍ飧?dòng)梁（3）、內(nèi)浮動(dòng)梁（4）和彈性梁（5），外浮動(dòng)梁（3）和內(nèi)浮動(dòng)梁（4）相互平行，構(gòu)成一對(duì)雙梁，雙梁的兩端分別固定連接在相鄰兩個(gè)固定臺(tái)（1）?的側(cè)壁上，彈性梁（5）垂直于雙梁，且彈性梁（5）的一端固定連接在外浮動(dòng)梁（3）的內(nèi)壁上，彈性梁（5）的另一端固定連接在中心加載臺(tái)（2）的一側(cè)壁上，彈性梁（5）的中部和內(nèi)浮動(dòng)梁（4）固定連接；所述的四根彈性梁（5）呈十字形；

所述的應(yīng)變片為六組，粘貼在彈性梁（5）上，且位于彈性梁（5）與中心加載臺(tái)（2）相接處以及彈性梁（5）與內(nèi)浮動(dòng)梁（4）內(nèi)側(cè)相接處之間；六組應(yīng)變片設(shè)在彈性梁（5）各側(cè)面的中心軸線上，每組應(yīng)變片組成一個(gè)惠斯通全橋。

2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的雙浮動(dòng)梁式彈性體，其特征在于：所述的彈性體呈整體式結(jié)構(gòu)，且關(guān)于笛卡爾三維坐標(biāo)軸對(duì)稱(chēng)，笛卡爾三維坐標(biāo)軸以彈性體的幾何中心為原點(diǎn)，x向沿水平方向，y向與x向在同一平面內(nèi)，且y向與x向垂直，z向垂直于y向和x向所在的平面。

3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的雙浮動(dòng)梁式彈性體，其特征在于：所述的中心加載臺(tái)（2）呈棱柱形，中心加載臺(tái)（2）的中心設(shè)有軸向通孔；所述的固定臺(tái)（1）中心設(shè)有安裝孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的雙浮動(dòng)梁式彈性體，其特征在于：所述的四根外浮動(dòng)梁（3）和四根內(nèi)浮動(dòng)梁（4）均呈薄片狀，且高度相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)4所述的雙浮動(dòng)梁式彈性體，其特征在于：所述的內(nèi)浮動(dòng)梁（4）至彈性梁（5）與中心加載臺(tái)（2）相接處的距離為彈性梁（5）長(zhǎng)度的0.5—0.8倍，內(nèi)浮動(dòng)梁（4）的寬度小于彈性梁（5）長(zhǎng)度的十分之一。

6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的雙浮動(dòng)梁式彈性體，其特征在于：所述的四根彈性梁（5）呈十字形，彈性梁（5）的各中心軸線組成四組中心軸線組，該四組中心軸線組分別是：由y向的兩根彈性梁兩側(cè)面的四條中心軸線組成的第一中心軸線組（21），由x向的兩根彈性梁兩側(cè)面的中心軸線組成的第二中心軸線組（22），由y向的兩根彈性梁正面和背面的中心軸線組成的第三中心軸線組（23），由x向的兩根彈性梁正面和背面的中心軸線組成的第四中心軸線組（24）；

在第一中心軸線組（21）的每條中心軸線靠近中心加載臺(tái)的一端設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，組成第一應(yīng)變片組R₁、R₂、R₃和R₄；在第二中心軸線組（22）的每條中心軸線靠近中心加載臺(tái)的一端設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，組成第二應(yīng)變片組R₅、R₆、R₇和R₈；在第三中心軸線組（23）的每條中心軸線靠近中心加載臺(tái)的一端設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，組成第三應(yīng)變片組R₉、R₁₀、R₁₁和R₁₂；在第三中心軸線組（23）的每條中心軸線的中部設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，組成第四應(yīng)變片組R₁₃、R₁₄、R₁₅和R₁₆；在第四中心軸線組（24）的每條中心軸線的中部設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，組成第五應(yīng)變片組R₁₇、R₁₈、R₁₉和R₂₀；在第二中心軸線組（22）的每條中心軸線中部設(shè)有一個(gè)應(yīng)變片，組成第六應(yīng)變片組R₂₁、R₂₂、R₂₃和R₂₄；每組應(yīng)變片組中的四個(gè)應(yīng)變片組成一個(gè)惠斯通全橋。