[發明專利]一種二維夾持力傳感器

有效

• 申請號: 201610832062.8
• 申請日: 2016-09-19
• 公開（公告）號: CN106393178B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 張秋菊;宋俊男;陳海衛;孫沂琳
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B25J19/02
• 分類號: B25J19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種二維夾持力傳感器，旨在檢測夾持器與物體之間的觸覺與滑覺。傳感器包括前后兩個延伸八角環，前環有一個左耳環和一個右耳環，后環也有一個左耳環和右耳環，耳環形狀大小與前環相同；前環與后環的左右耳環之間各有一通槽；傳感器左右對稱，兩邊各有一個通孔，兩孔軸線平行，兩孔間有一個凸型通槽；后環的左上平面和右上平面分別設有一個第一應變片，左下平面和右下平面分別設有一個第二應變片，前環的左平面和右平面分別設有一個第三應變片，左通孔與右通孔內壁分別設有一個第四應變片。該結構二維夾持力傳感器結構簡單，體積小，不僅可以測正壓力和切向力，還可以測滑覺。

技術領域

本發明涉及一種傳感器，具體來說，涉及一種二維夾持力傳感器。

背景技術

抓取柔軟或酥脆物體，是對靈巧機械手抓取性能的一個挑戰。為了能讓機械手像人手一樣根據手的觸覺信息，適當的調整抓取力，實現無滑動的穩定抓取過程，就需要能實時掌握抓取時的觸覺信息和滑覺信息。能同時感知滑覺和觸覺信息，采用的傳感器結構簡單，抗干擾力強，而且低成本是亟待解決的問題。

目前夾持器大多通過電機電流間接計算夾持力；也有在夾持器與物體間運用PVDF或力敏橡膠等材料制作的滑覺傳感器；在夾持器與物體接觸點安裝壓力傳感器直接檢測夾持器與物體接觸壓力。也有采用滑覺傳感器加壓力傳感器結合的方法對物體進行滑動預測。最佳的抓取是既要感知觸覺又要感知滑覺。前人采用多傳感器結合方法，多傳感器結構復雜，抗干擾能力弱，制造成本高。

因此，一款既能檢測滑覺又能檢測觸覺的高靈敏度傳感器非常有必要運用在機械手末端。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種二維夾持力傳感器，結構簡單，制作簡單，低成本，既能檢測夾持力和切向力，又能檢測滑覺。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣的：

一種二維夾持力傳感器，其特征在于，包括前環1111和后環2222；前環1111有一個左耳環111和一個右耳環222，在左耳環111的第一側面1和右耳環222的第二側面2分別貼有一個第一應變片11；后環2222也有一個左耳環333和一個右耳環444，在左耳環333的第三側面3和右耳環444的第四側面4分別貼有一個第三應變片33，在左耳環333的第五側面5和右耳環444的第六側面6分別貼有一個第四應變片44。

前環1111的左耳環111和后環2222的左耳環333之間有一個第一通槽101，在前環1111的右耳環222和后環2222的右耳環444之間也有一個相同的第二通槽102；傳感器左右對稱，左邊有一個第一通孔201，右邊有一個第二通孔202，第一通孔201和第二通孔202)之間有一個凸槽301，第一通孔201的左內壁和第二通孔202的右內壁分別貼有第二應變片22。

有益效果：本發明根據八角環受力變形的特點，采用兩個相互平行的延伸八角環結構實現了夾持力和切向力以及滑覺的測量。前環與后環之間有一通槽，減小了八角環工作寬度，增加了傳感器的靈敏度。傳感器中間的凸槽，對傳感器有過載保護的作用。傳感器結構簡單，制作工藝簡單，加工基本是開孔開槽，體積小，適合安裝在機械手夾持器末端，適合大范圍推廣。本發明采用兩個全橋惠斯通電橋采集信號，增加了傳感器的靈敏度，為滑覺信號采集提供了好的條件。八角環本身具有結構解耦的特點，減小了兩向力之間的影響和耦合性。本發明前環檢測夾持力，后環檢測切向力和滑覺，傳感器具有模塊化的特點，其測量電路可獨立調試，簡化了工作量。

附圖說明

圖1是本發明二維夾持力傳感器結構示意圖