[實用新型]加速度傳感器彈性體

有效

• 申請號: 201920079045.0
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN209342753U
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 唐聞遠
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01P15/12
• 分類號: G01P15/12;G01P15/18
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 王曉麗

一種加速度傳感器彈性體，該彈性體設置在上平臺與下平臺之間，所述彈性體為豎梁式結構，包括彈性連接桿，所述彈性連接桿包括上連桿、下連桿以及連接上連桿和下連桿的彈性部件，所述彈性部件為V型件，V型件的上端與上連桿連接，下端與下連桿連接，在應力集中點粘貼應變片。本實用新型有以下技術效果：本實用新型彈性體沒有鉸鏈連接，也沒有移動副設計，彈性體為豎梁式結構。在使用時，將球形質量塊設置在上平臺上，施加加速度時，利用應力集中法將應力集中在彈性部件上，在彈性極限范圍內，增加彈性部件的峰值應力，并在應力集中處張貼電阻應變片，大幅改善測量電路和輸入信號源，提高傳感器的測量精度。在超出量測時，傳感器可有效保護應力集中位置。

技術領域

本實用新型屬于傳感器技術技術，具體地說涉及一種類人機器人腕用多維慣性傳感器的彈性體。

背景技術

類人機架人腕用多維傳感器是一種小量程、小尺寸、高靈敏度的傳感器。其在類人機器人手腕上的作用：手與所握的物體的加速度產生的慣性力會對機器人手腕的運動產生影響，需要加速度傳感器對加速度進行測量，并通過反饋裝置提供給控制 系統 ，通過控制系統 抵消對機器在人手腕產生影響的慣性力。

目前國內外研究的傳感器可以大體分為并聯式傳感器與非并聯式傳感器。并聯式力傳感器的測量方式，當待測平臺受到一個力時，待測平臺與固定平臺之間的彈性連接桿發生形跡，此時桿上的應變片隨連接桿發生形變，測量電路和輸出電信號，再根據傳感器的轉換由電信號反推出待測力的大小。并聯式加速度傳感器的測量方式，將待測平臺換成質量塊，在加速度傳感器所安裝的平臺受到一個加速度時，質量塊會出現一個慣性力，而加速度傳感器的實質是測量質量塊上的慣性力。最后再根據慣性矩陣推導出待測平臺的加速度。

根據類人機器人腕用加速度傳感器的實際使用情況，其量程在±1g，為小量程，高敏感度的傳感器，因此 彈性元件在受到標定加速度時的應變應到過10e-3的數量級。加速度傳感器安裝 在機器 人手腕上，其體積應該在保證精度 的基礎上控制在盡可能小的范圍內。

目前不論是并聯式傳感器還是非并聯式傳感器，其傳感器彈性體中均存在鉸鏈連接、移動副設計，這樣的連接結構較脆弱易破壞，在使用過程中被加載過高加速度時傳感器結構的彈性連接桿應力集中位置容易被破壞，同時應力不集中。

發明內容

本實用新型提供一種加速度傳感器彈性體，能夠使應力集中在彈性桿行測位置，并在應力集中部位安裝應變片，能很好地改善測量電路的輸入信號源，提高傳感器的測量精度。能有效保護應力集中位置不被破壞。本實用新型可以使應力集中在V型桿的折角位置，并使桿上同時出現正負兩種應變。在保護桿的作用下，可以使傳感器在某些可能會超出量程的的環境下正常使用。

本實用新型的目的是以下述方式實現的：

一種加速度傳感器彈性體，該彈性體設置在上平臺與下平臺之間，所述彈性體為豎梁式結構，包括彈性連接桿，所述彈性連接桿包括上連桿、下連桿以及連接上連桿和下連桿的彈性部件，所述彈性部件為V型件，V型件的上端與上連桿連接，下端與下連桿連接，在應力集中點粘貼應變片。

進一步的，所述彈性部件還包括V型件保護桿，V型件保護桿包括設置在V型件上部的上保護桿和設置在V型件下部的下保護桿，上保護桿與下保護桿卡接，上連桿、上保護桿、下保護桿和下連桿設置在同一豎直直線上。

進一步的，上連桿的下端、V型件的上端和上保護桿固定連接；下連桿的上端、V型件的下端和下保護桿的下端固定連接。

進一步的，V型件的上端插入上連桿的下端和上保護桿的上端之間，且通過螺栓連接；V型件的下端插入下連桿的上端和下保護桿的下端之間，且通過螺栓連接。

進一步的，所述彈性體至少為四個，平均設置在上平臺與下平臺之間，適合四維加速度傳感器。

進一步的，所述彈性體為六個，平均設置在上平臺與下平臺之間，適合六維加速度傳感器。