[發明專利]多維力/力矩傳感器

在審

• 申請號: 201410088883.6
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104913865A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 吳立偉
• 申請（專利權）人: 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種裝設于機器人上的力/力矩傳感器，尤其涉及一種多維力/力矩傳感器。

背景技術

多維力/力矩傳感器廣泛應用于機械手中，在機械手夾持執行端對工件組裝或加工過程中，機械手長時間執行重復性的組裝或加工時，偶爾會發生組裝或加工位置偏差。通過多維力/力矩傳感器感測執行端上力/力矩信息，計算出偏差數值，利用機器人的微量移動補償組裝工件的位置誤差，從而實現機械手對工件進行高精度組裝或加工。

目前，常采用的多維力/力矩傳感器包括一十字交叉架及固定環，十字交叉架固定于固定環上，十字交叉架包括四臂部，每一臂部呈長方體狀，且每一長方體臂部的相鄰表面中的其中一表面與固定環的軸線平行，另一表面與固定環的軸線垂直。每一長方體臂部的一端上開設有第一貫穿孔，其另一端上開設有與第一貫穿孔相互垂直的第二貫穿孔。每一第一貫穿孔及每一第二貫穿孔表面粘貼有四個應變計（Strain?Gauge）以構成橋式電路。在某一方向上受到壓力時，應變計通過變形來反應其電阻值的大小，然后結合橋式電路測得該方向上的力的大小。

然而，上述裝置設計時要考量每個第一貫穿孔及第二貫穿孔的尺寸，其設計的裝置體積較大；上述裝置每一第一貫穿孔及第二貫穿孔在粘貼四個應變計的制程較為復雜，當一個應變計出現問題時更換應變計的操作較為繁瑣，且該應變計的制造成本高；上述裝置在受到某一方向上的力而產生變形時，其他的方向亦會產生形變，目前通常是將其他方向上的變形忽略以計算力的大小，導致測得的力精度不高。

發明內容

鑒于上述狀況，有必要提供一種測力/力矩精度高、結構簡單的多維力/力矩傳感器。

一種多維力/力矩傳感器，包括安裝組件及收容并抵持于該安裝組件的傳導組件，該安裝組件包括相互固定的上蓋及下蓋，該上蓋及該下蓋包括相對的第一端面，該上蓋的第一端面及該下蓋的第一端面上均開設有空腔及與該空腔連通的四個凹陷部，該傳導組件包括十字架及貼附于該十字架上的多個壓力感應件，該十字架包括呈十字交叉設置的四個臂部，每一該臂部包括四個側面，該四個側面均不垂直于該四個臂部的中心軸線所形成的平面，每一該臂部的四個側面上分別貼附有一感應件，該十字架收容于該上蓋的空腔及該下蓋的空腔內，每一該臂部收容于相應的凹陷部內，該十字架受力時，該十字架相對于該上蓋及該下蓋有相對運動的趨勢，該上蓋及該下蓋因阻擋該十字架避免其相對該上蓋及該下蓋運動而對該十字架上貼附的感應件產生壓力。

本發明的多維力/力矩傳感器的每一臂部上無需開孔，無需考量孔設計的尺寸，因此本發明的多維力/力矩傳感器整體體積較小；本發明的多維力/力矩傳感器中的每一臂部只需貼附四個感應件，節約了生產成本；本發明的多維力/力矩傳感器在測力過程中采用將每一感應件受到的力/力矩均分解至三維坐標系中的X、Y、Z軸上，然后對X、Y、Z軸上的力進行向量的疊加以測得加工治具對工件進行組裝或加工的力的大小，未忽略任何方向上的力，使得測量更加精確。

附圖說明

圖1是本實施方式中的多維力/力矩傳感器的立體組裝示意圖。

圖2是圖1所示多維力/力矩傳感器的部分分解示意圖。

圖3是圖1所示多維力/力矩傳感器的立體分解圖。

圖4是圖2所示多維力/力矩傳感器的另一視角的立體分解圖。

主要元件符號說明