[發明專利]一種集成數據采集系統和慣性力補償系統的六維力傳感器

在審

• 申請號: 202010535761.2
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111531566A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 李晨;黃肖飛;相立峰;戴振東
• 申請（專利權）人: 南京神源生智能科技有限公司;南京溧航仿生產業研究院有限公司
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J9/16
• 代理公司: 南京擎天知識產權代理事務所(普通合伙) 32465
• 代理人: 涂春春

1.一種集成數據采集系統和慣性力補償系統的六維力傳感器，其特征在于，包括上蓋板（1）、彈性體（2）和下蓋板（4），上蓋板（1）和下蓋板（4）分別設置在彈性體（2）的上下兩端，彈性體（2）是傳感器的敏感元件，彈性體（2）上設置組橋PCB（7）、模擬量PCB（6）和通訊PCB（5），組橋PCB（7）和模擬量PCB（6）通過漆包線焊接連接，模擬量PCB（6）與通訊PCB（5）通過排針接插連接，組橋PCB（7）粘接在彈性體（2）上，

彈性體（2）內應變梁上粘貼金屬應變片和組橋PCB上粘貼接線端子，組成惠斯通電橋，惠斯通電橋的差分信號通過連接線接入模擬量PCB（6），模擬量PCB（6）上集成姿態角度傳感器，模擬量PCB（6）的輸出由通訊PCB（5）的通訊端口接到外部。

2.根據權利要求1所述的集成數據采集系統和慣性力補償系統的六維力傳感器，其特征在于，六維力傳感器的處理電路包括放大電路、模/數轉換電路、微型控制器電路和通訊電路，惠斯通電橋的差分信號接入，由放大電路放大，放大后的信號由模/數轉換電路，把模擬信號轉換成數字信號，進入微型控制器電路進行數據采集，采集的數據通過通訊電路進行數據傳輸；

放大電路集成在模擬量PCB（6）上，放大電路包括儀表放大器AD8222ACPZ、放大倍數匹配電阻R3和差分低通濾波器組成固定增益倍數實現對微弱差分信號放大；

模/數轉換電路、微型控制器電路和通訊電路都集成在通訊PCB（5）上，模\數轉換電路采用16位、8通道的高精度轉換電路AD7606，可對8通道信號同時轉換，采樣速率達200KSPS，響應快、實時性高；微控制器采用STM32F103RET6通過SPI方式與AD7606進行數據傳輸，通過URAT\RMII接口與通訊電路連接。

3.根據權利要求3所述的集成數據采集系統和慣性力補償系統的六維力傳感器，其特征在于，通訊電路為RS485通訊電路、CAN通訊電路、UDP通訊電路或Ether Cat通訊電路，

RS485通訊電路由收發轉換器MAX485、數字隔離器ADuM1301和通訊端口組成，通訊端口用于外部連接；

CAN通訊電路由收發轉換器TJA1042T、數字隔離器ADuM1301、通訊端口組成，通訊端口用于外部連接；

UDP通訊電路由收發轉換器DP83848C、網絡隔離變壓器HR601680、網絡接口組成，網絡接口用于外部連接；

Ether Cat通訊電路由收發轉換器LAN9252、網絡隔離變壓器HR601680、網絡接口組成，網絡接口用于外部連接。

4.根據權利要求1所述的集成數據采集系統和慣性力補償系統的六維力傳感器，其特征在于，彈性體（2）由12根應變梁組成。

5.根據權利要求4所述的集成數據采集系統和慣性力補償系統的六維力傳感器，其特征在于，彈性體（2）上設置用于固定線纜的壓線塊（3）。

6.根據權利要求1所述的集成數據采集系統和慣性力補償系統的六維力傳感器，其特征在于，姿態角度傳感器為WT931姿態角度傳感器。