[實用新型]一種基于三梁式六分量力矩傳感器的敏感元件

有效

• 申請號: 201821419107.X
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN208721292U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 劉春風
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種基于三梁式六分量力矩傳感器的敏感元件，包括測量外環(1)、彈性測力柱(2)、測量內環(3)、測量應變計(4)，通過測量外環(1)與測量內環(3)之間傳遞載荷使彈性測力柱(2)產生形變，位于彈性測力柱(2)上的測量應變計(4)與固定電阻(5)組成惠斯頓電橋，電橋的輸出實時反映了外界載荷的變化，本實用新型提出的敏感元件解決了現有傳統元件需要大量應變計組橋才能完成測量的問題，通過降低應變計的使用數量，提高了可靠性，節約了成本。

技術領域

本實用新型涉及一種基于三梁式六分量力矩傳感器的敏感元件，屬于傳感器技術領域。

背景技術

六分量力/力矩傳感器廣泛應用于機器人系統的反饋裝置、風洞測力試驗、汽車試車臺等場景中，在六分量力/力矩傳感器的應用中，傳感器自身的可靠性是用戶最為關心的問題。

對于以應變計作為測量元件的傳感器，其可靠性主要由應變計的粘貼質量和應變計粘貼數量決定。假定每個粘貼完畢的應變計可靠性固定，很明顯，整個傳感器粘貼的應變計數量越少，則整個傳感器的可靠性越高。所以，如何在結構設計中盡量優化傳感器結構，減少應變計的粘貼數量，是提高傳感器可靠性的最佳手段。目前，大部分傳感器以四個彈性梁或彈性片作為敏感元件，例如，CN107782482提出了一種四個彈性橫梁和四個彈性縱梁共同作為敏感元件的方式，在每個彈性梁上均粘貼應變計進行測量；CN206974574提出了一種敏感元件為三個彈性柱的形式，但要求每個彈性柱的側面都粘貼應變計，傳統元件所需的應變計數量，一般在24片至32片之間，如此多的應變計數量，在實際使用過程中，任何一片應變計及其對應的連接部分損壞，均會直接使整個傳感器無法工作，大大制約了整個傳感器的可靠性，并使得整個傳感器結構復雜，成本高。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題是：針對目前現有技術中，傳統測量傳感器的應變計數量太多導致整個傳感器結構復雜，宜損壞的問題，提出了一種基于三梁式結構的新型測量方法。

本實用新型解決上述技術問題是通過如下技術方案予以實現的：

一種基于三梁式六分量力矩傳感器的敏感元件，包括測量外環，彈性測力柱，測量內環，測量應變計，所述彈性測力柱通過測量外環內側表面的彈力柱安裝孔與測量外環固定連接，并通過測量內環外側表面的彈力柱安裝孔與測量內環固定連接，彈性測力柱通過測量外環下表面、測量內環上表面的外接孔實現與外接機構端口的連接，所述測量應變計粘貼于彈性測力柱側面靠近測量內環的根部位置。

所述彈性測力柱數量為3個，彈性測力柱與彈力柱安裝孔一一對應。

還包括固定電阻，所述測量應變計與固定電阻組成惠斯頓電橋。

所述固定電阻數量為測量應變計數量的三倍。

所述測量應變計安裝角度為與彈性測力柱軸向呈90度。

所述測量應變計阻值與固定電阻阻值相等。

所述外接孔包括內環螺紋孔、內環銷釘孔、外環螺紋孔、外環銷釘孔，所述內環螺紋孔、內環銷釘孔設置于測量內環上表面，所述外環螺紋孔、外環銷釘孔設置于測量外環下表面，測量內環通過內環螺紋孔、內環銷釘孔連接于測量內環上表面，測量外環通過外環螺紋孔、外環銷釘孔連接于測量外環下表面。

所述內環銷釘孔、外環銷釘孔數量均為1個。

所述內環螺紋孔數量為6個，于測量內環上表面呈六邊形狀規則排布。

優選的，所述外環螺紋孔數量為6個，于測量外環下表面呈六邊形狀規則排布。

本實用新型與現有技術相比的優點在于：