[發(fā)明專利]機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910404152.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN110146212A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳盛;季鑫波;鄭寶霖;鄭曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L5/22
• 分類號(hào): G01L5/22;G01C23/00;B25J13/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，包括傳感器外殼，其特征在于，還包括：受力彈性體、第一集成電路板（8）以及第二集成電路板（11），所述第一集成電路板（8）及所述第二集成電路板（11）二者均固定設(shè)置于所述傳感器外殼內(nèi)部，所述受力彈性體包括受力軸（4）及彈性體（5），所述彈性體（5）設(shè)置于所述傳感器外殼內(nèi)部，所述受力軸（4）的一端與所述彈性體（5）硬性觸接、另一端伸出于所述傳感器外殼外側(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：所述傳感器外殼包括按序固定連接的傳感器頂蓋（1）、傳感器套筒（2）以及傳感器底蓋（3），所述傳感器頂蓋（1）、傳感器套筒（2）以及傳感器底蓋（3）三者螺栓固接，所述彈性體（5）、第一集成電路板（8）以及第二集成電路板（11）三者按序疊合固定設(shè)置于所述傳感器套筒（2）內(nèi)、所述彈性體（5）設(shè)置于靠近所述傳感器頂蓋（1）的一側(cè)、所述第二集成電路板（11）設(shè)置于靠近所述傳感器底蓋（3）的一側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：所述傳感器底蓋（3）上固定設(shè)置有多組用于實(shí)現(xiàn)傳感器外殼內(nèi)各部件固定的安裝柱，所述彈性體（5）、第一集成電路板（8）以及第二集成電路板（11）三者上分別開設(shè)有一組安裝孔，每組所述安裝孔均與一組所述安裝柱相匹配，所述傳感器外殼內(nèi)還設(shè)置有與所述安裝柱數(shù)量、規(guī)格相匹配的安裝螺栓，所述安裝螺栓穿過所述安裝孔并與所述安裝柱固定連接，所述彈性體（5）、第一集成電路板（8）以及第二集成電路板（11）三者均借助所述安裝螺栓被固定設(shè)置于所述傳感器底蓋（3）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：所述彈性體（5）呈輪輻式結(jié)構(gòu)，所述彈性體（5）的中心位置開設(shè)有一用于連接所述受力軸（4）的連接槽（6），所述連接槽（6）的形狀、規(guī)格與所述受力軸（4）的形狀、規(guī)格一一匹配對(duì)應(yīng)，在所述彈性體（5）與受力軸（4）的組合狀態(tài)下，二者硬性觸接且所述受力軸（4）嵌設(shè)固定于所述連接槽（6）內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：所述彈性體（5）上設(shè)置四根受力橫梁（7），相鄰兩根所述受力橫梁（7）之間的夾角呈90°，四根所述受力橫梁（7）共同組成十字形受力結(jié)構(gòu)，每根所述受力橫梁（7）的四側(cè)端面上均粘貼固定有用于采集形變數(shù)據(jù)的應(yīng)變片。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：每根所述受力橫梁（7）的上下左右四側(cè)端面上均粘貼固定有用于采集形變數(shù)據(jù)的應(yīng)變片，每根所述受力橫梁（7）的每側(cè)端面上均粘貼固定有兩片所述應(yīng)變片。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：每根所述受力橫梁（7）的上下兩側(cè)端面上的四片所述應(yīng)變片共同組成一電橋電路、每根所述受力橫梁（7）的左右兩側(cè)端面上的四片所述應(yīng)變片共同組成另一電橋電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：所述第一集成電路板（8）上設(shè)置有用于獲取九軸姿態(tài)信息的姿態(tài)芯片（9）以及用于放大力矩信息的放大電路模塊（10），所述姿態(tài)芯片（9）及放大電路模塊（10）二者均焊接固定于所述第一集成電路板（8）上，所述放大電路模塊（10）與所述彈性體（5）電性連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：所述第二集成電路板（11）上設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的中央處理器（12），所述中央處理器（12）焊接固定于所述第二集成電路板（11）上，所述中央處理器（12）分別借助數(shù)據(jù)線與所述姿態(tài)芯片（9）及放大電路模塊（10）電性連接，所述中央處理器（12）內(nèi)包括一用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及指令傳輸?shù)臒o線模塊，所述中央處理器借助所述無線模塊將所獲取的力矩姿態(tài)信息傳輸給上位機(jī)，所述無線模塊的數(shù)據(jù)傳輸方式為藍(lán)牙傳輸。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩姿態(tài)無線傳感器，其特征在于：還包括一用于為傳感器內(nèi)各部件供電的電源模塊，所述電源模塊集成了5V開關(guān)電源，所述傳感器底蓋（3）內(nèi)側(cè)端面上開設(shè)有一電源凹槽（13），所述電源凹槽（13）的形狀、規(guī)格分別于所述電源模塊形狀、規(guī)格一一匹配對(duì)應(yīng)，所述電源模塊嵌設(shè)固定于所述電源凹槽（13）內(nèi)，所述受力彈性體、第一集成電路板（8）以及第二集成電路板（11）三者內(nèi)的各電氣元件均與所述電源模塊電性連接并由其供電。