[實用新型]一種基于電渦流效應(yīng)的六維力檢測傳感器及智能裝備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921669251.3
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN210953202U
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王拓;黃偉才;劉白露;湯易升
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G01L5/169
• 分類號: G01L5/169
• 代理公司: 廣州市時代知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44438
• 代理人: 盧浩

本實用新型提供了一種基于電渦流效應(yīng)的六維力檢測傳感器及智能裝備，包括殼體、彈性體、端蓋、第一探頭、第二探頭、第三探頭、第四探頭和第五探頭，所述彈性體安裝在所述殼體內(nèi)部，所述端蓋設(shè)置在所述殼體底部，所述第一探頭、第二探頭、第三探頭和第四探頭均勻間隔設(shè)置在所述彈性體的側(cè)面上，所述第五探頭設(shè)置在彈性體底部，所述第一探頭、第二探頭、第三探頭、第四探頭和第五探頭可以通過電流激發(fā)渦流磁場變化進(jìn)而感應(yīng)出彈性體的變形量和變形方向。本實用新型提出的力傳感器具有體積小、抗干擾、承載能力強等特點，并且具備直接從機械本體上調(diào)節(jié)傳感器測力范圍和精度的能力，靈活性極強。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電渦流效應(yīng)的六維力檢測傳感器及智能設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著智能裝備的快速發(fā)展，對于如何更加精準(zhǔn)感知外部環(huán)境成為智能化行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,力傳感器作為機器人與環(huán)境交互的中間媒介，使得機器人控制更加簡潔、精準(zhǔn)、高效。

現(xiàn)有的力傳感器主要是使用電阻應(yīng)變片進(jìn)行檢測的,通過設(shè)計合適的彈性體結(jié)構(gòu),將應(yīng)變片粘貼在應(yīng)變最大的位置。如專利號為CN102095534的中國專利公開了一種雙十字梁高靈敏度六維力傳感器，將兩個十字梁彈性體結(jié)合使用，十字梁上開有I字形雙孔，其上粘貼有應(yīng)變片，該結(jié)構(gòu)相比普通六維力傳感器去除了串?dāng)_，有利于減小維間耦合提高測量精度；專利號為CN102323000的中國專利公開了一種安全型無力耦合六維力傳感器，通過在每一個力方向彈性體上粘貼應(yīng)變片和安全穩(wěn)固的；然而應(yīng)變片的粘貼工藝對應(yīng)變式力傳感器性能影響較大，粘接劑的使用會帶來嚴(yán)重的蠕變、遲滯等問題，導(dǎo)致傳感器測量準(zhǔn)確度不高；彈性體為了獲得更大應(yīng)變量，更大承載力，體積上難以小型化；另外應(yīng)變片的柵絲為金屬絲，在磁場干擾較大的場合，應(yīng)變式力傳感器難以推廣使用。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出了一種基于電渦流效應(yīng)的六維力檢測傳感器及智能設(shè)備。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于電渦流效應(yīng)的六維力檢測傳感器，包括殼體、彈性體、端蓋、第一探頭、第二探頭、第三探頭、第四探頭和第五探頭，所述彈性體安裝在所述殼體內(nèi)部，所述端蓋設(shè)置在所述殼體底部，所述第一探頭、第二探頭、第三探頭和第四探頭均勻間隔設(shè)置在所述彈性體的側(cè)面上，所述第五探頭設(shè)置在彈性體底部，所述第一探頭、第二探頭、第三探頭、第四探頭和第五探頭可以通過電流激發(fā)渦流磁場變化進(jìn)而感應(yīng)出彈性體的變形量和變形方向。當(dāng)存在力加載時，彈性體發(fā)生變形，通過通有高頻直流電流的電感線圈激發(fā)的渦流磁場的變化，感應(yīng)出彈性體的變形量和變形方向，然后通過一般的采集電路采集線圈兩端的電壓變化即可得到電壓——力特性曲線，即可檢測出力的大小和方向。

進(jìn)一步的，所述殼體具體為薄壁圓筒狀結(jié)構(gòu)，筒壁上設(shè)置有均布的第一內(nèi)螺紋、第二內(nèi)螺紋、第三內(nèi)螺紋和第四內(nèi)螺紋，所述第一內(nèi)螺紋與第一探頭的外螺紋連接，所述第二內(nèi)螺紋和第二探頭的外螺紋連接，所述第三內(nèi)螺紋與第三探頭的外螺紋連接，所述第四內(nèi)螺紋和第四探頭的外螺紋連接。由于感應(yīng)探頭不與彈性體接觸，因此可以允許傳感器有較大的負(fù)載能力及較大的變形量，同時渦流場的頻率可達(dá)上百千赫，具有較高的分辨率并且可以有效抵抗較大范圍的磁場干擾，因此本實用新型具有體積小、分辨率高、抗干擾的特點。

進(jìn)一步的，所述殼體的筒壁靠近底部對稱設(shè)置有兩個凸起，所述殼體的頂部設(shè)置有第一通孔。通過凸起對殼體的安裝起導(dǎo)向作用，通過第一通孔可以便于彈性體的伸出以安裝負(fù)載。

進(jìn)一步的，所述彈性體具體為啞鈴狀結(jié)構(gòu)，所述彈性體頂部中心位置設(shè)置有定位孔，彈性體頂部邊緣設(shè)置有四個均布的第一螺釘孔，彈性體頂部徑向下方設(shè)置有第一凸緣。定位孔用于對負(fù)載的中心定位，第一螺釘孔用于負(fù)載的安裝固定，第一凸緣可以對傳感器進(jìn)行有效防塵保護(hù)。

進(jìn)一步的，所述彈性體側(cè)壁上開設(shè)有第二通孔，彈性體側(cè)壁上還設(shè)置有四個齒狀結(jié)構(gòu)。第二通孔便于信號線纜的引出，四個齒狀結(jié)構(gòu)起到力檢測面的作用。