[實用新型]一種橫豎梁式六軸力傳感器

有效

• 申請號: 201821540743.8
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN208579854U
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 石翠鐸;黃義杰;張金星;王洪暢
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種橫豎梁式六軸力傳感器，包括上平臺、底座螺紋通孔、應變片、中心體螺紋孔、底座、測力橫梁、鏤空結構、結構豎梁、中心體、測力豎梁、信號采集電路等結構，所述底座為方形結構，其設置有四個均勻分布的底座螺紋通孔，用于連接機器人手臂，所述中心體為方形結構，其設置有四個中心體螺紋孔，用于連接末端執行器。本實用新型通過設置有一系列的結構使本裝置在使用過程中，首先在結構上能夠實現解耦，具有各維間抗耦合干擾的優點，其次，多個結構豎梁和測力豎梁使得該傳感器具有剛度大、體積較小的優點，另外能提高其在使用時的散熱效率，提高傳感器的精度，增加其安裝的穩定，優化使用過程。

技術領域

本實用新型屬于傳感器技術領域，尤其涉及一種橫豎梁式六軸力傳感器。

背景技術

傳感器是現代智能機器人必不可少的元件。力傳感器又是使用最廣泛的傳感器。當機器人需要檢測空間全力信息時，能夠感知三個軸向力及三個軸向力矩的六軸力傳感器是不可缺少的元件。它一般安裝在機器人手臂與末端執行器之間，用于檢測機器人與外界的相互作用力。

目前，六軸力傳感器按照測力原理可以分為電阻應變式、電感式、電容式、壓電式和光電式等六軸力傳感器。在這些分類當中，電阻應變式六軸力傳感器是應用最為廣泛的一種。而目前所設計的電阻應變式六軸力傳感器大多存在維間耦合嚴重、剛度低、體積大等缺點。造成這些缺點的原因大多為六軸力傳感器的結構設計不合理。維間耦合嚴重使得電阻應變式六軸力傳感器解耦更加困難；剛度低使得電阻應變式六軸力傳感器不適用于工作強度較大的場合；而體積大使得電阻應變式六軸力傳感器安裝不便，不適合安裝在小型機器人上。

實用新型內容

本使用新型的目的是在于設計一種橫豎梁式六軸力傳感器，以解決上述六軸力傳感器存在的維間耦合嚴重和剛度低、體積大的問題。

為實現上述目的：本實用新型提供如下技術方案：一種橫豎梁式六軸力傳感器，包括上平臺、底座螺紋通孔、應變片、中心體螺紋孔、底座、測力橫梁、鏤空結構、結構豎梁、中心體、測力豎梁、信號采集電路等結構，所述底座為方形結構，其設置有四個均勻分布的底座螺紋通孔，用于連接機器人手臂，所述中心體為方形結構，其設置有四個中心體螺紋孔，用于連接末端執行器，所述中心體四周固定連接有四個測力橫梁，每個所述測力橫梁固定連接有一個測力豎梁，所述測力豎梁設置有鏤空結構，所述上平臺和底座之間連接有四個結構豎梁和四個測力豎梁，24個所述應變片分布于測力橫梁、測力豎梁上，所述底座的下端外表面固定安裝有電磁屏蔽板，且電磁屏蔽板的下端外表面靠近四周處鑲嵌有磁石，所述結構豎梁與測力豎梁之間設置有減重槽。

優選的，8個所述應變片貼于測力豎梁上，分別為R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，其中，R1、R2、R3、R4組成一組惠斯通全橋電路，R5、R6、R7、R8組成一組惠斯通全橋電路。

優選的，8個所述應變片貼于沿X軸的測力橫梁上。分別為R9、R10、R11、R12、R17、R18、R19、R20，其中，R9、R10、R11、R12組成一組惠斯通全橋電路，R17、R18、R19、R20組成一組惠斯通全橋電路。

優選的8個所述應變片貼于沿Y軸的測力橫梁上。分別為R13、R14、R15、R16、R21、R22、R23、R24，其中，R13、R14、R15、R16組成一組惠斯通全橋電路，R21、R22、R23、R24組成一組惠斯通全橋電路。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型設計的一種橫豎梁式六軸力傳感器，首先結構簡單緊湊，貼片合理，橫豎梁測力結構使得誤差耦合近乎為零，在結構上能夠實現解耦，具有各維間抗耦合干擾的優點；其次，多個結構豎梁和測力豎梁使得該傳感器具有剛度大、體積較小的優點，另外通過設置的減重槽既能減輕該傳感器的重量，又能提高其在使用時的散熱效率，并且利用電磁屏蔽板消除外界電磁干擾，提高傳感器的精度，然后根據設置的磁石能夠便于使用者將該傳感器吸附在機器人手臂上，提高傳感器安裝的穩定性。

附圖說明