[發(fā)明專利]聯(lián)軸器式維間解耦三維無線無源傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010867958.6
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112067187B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任立敏;王寬寬;譚益松
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學
• 主分類號: G01L5/169
• 分類號: G01L5/169;G08C17/02
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11296
• 代理人: 王慶彬

本發(fā)明公開了一種聯(lián)軸器式維間解耦三維無線無源傳感器，其包括上部彎力承力接頭、上部拉壓承力接頭、上部拉壓固定銷、上部彎力固定銷、第一聯(lián)軸器、上部連接螺紋桿、第二聯(lián)軸器、拉壓承力體、中部剛性固定板、中部支撐套筒、上部固定結(jié)構(gòu)體、中部彎矩承載結(jié)構(gòu)體、下部剛性固定板、下部固定套筒、上部彎矩傳導(dǎo)螺紋桿和扭矩檢測組件。本發(fā)明的聯(lián)軸器式維間解耦三維無線無源傳感器，能夠同時檢測出耦合力中的彎曲力分量、扭轉(zhuǎn)力分量和拉壓力分量，即對耦合力進行結(jié)構(gòu)解耦；而且不需要連入供電線路或通過有線接口采集數(shù)據(jù)；應(yīng)用在機床、生物以及醫(yī)學領(lǐng)域，可大大減少傳感器輸出數(shù)據(jù)時需要繁多的有線傳輸?shù)膯栴}，也大大促進了信息傳遞的簡易性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聯(lián)軸器式維間解耦三維無線無源傳感器，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳感器是一種能感受規(guī)定的被測量并且按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件和裝置，通常由敏感元件和彈性元件組成。多維力傳感器是一種可以同時檢測三個方向及以上力和力矩信息的測力傳感器，廣泛應(yīng)用于機器人、工業(yè)制造、醫(yī)療衛(wèi)生以及生物工程等領(lǐng)域。

現(xiàn)階段的三維乃至多維力傳感器主要分為電阻應(yīng)變式、壓電式、電容式力傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單、靈敏且精度較高。傳感器的構(gòu)造是在一定形狀的彈性元件上粘貼或用其他方法安裝應(yīng)變敏感元件。當力作用在傳感器上時，傳感器內(nèi)的彈性元件發(fā)生變形，同時安裝在其上面的應(yīng)變敏感元件也發(fā)生變形，應(yīng)變敏感元件的阻值隨之變化，接著由變換電路將阻值變化變換成電壓變化輸出，由此可以根據(jù)電壓變化量來確定力的大小。

但是就現(xiàn)有的技術(shù)而言，對于當傳感器同時承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、彎曲應(yīng)力以及拉壓應(yīng)力的情況時，現(xiàn)在的解決方法往往是通過將應(yīng)變片組成橋路進行補償以及解耦，在機械結(jié)構(gòu)上并不具備實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、彎曲應(yīng)力以及拉壓應(yīng)力的解耦能力。

現(xiàn)有三維/多維傳感器，由于其本身的結(jié)構(gòu)特性，要求必須使用導(dǎo)線實時監(jiān)測電壓變化，即使使用無線電進行信息傳遞，但是其電池所含容量有限，故無法實現(xiàn)無限無源的長期動態(tài)監(jiān)測信號變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種聯(lián)軸器式維間解耦三維無線無源傳感器，其解決了上述技術(shù)問題中的至少一個。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：一種聯(lián)軸器式維間解耦三維無線無源傳感器，其包括上部彎力承力接頭、上部拉壓承力接頭、上部拉壓固定銷、上部彎力固定銷、第一聯(lián)軸器、上部連接螺紋桿、第二聯(lián)軸器、拉壓承力體、中部剛性固定板、中部支撐套筒、上部固定結(jié)構(gòu)體、中部彎矩承載結(jié)構(gòu)體、下部剛性固定板、下部固定套筒、上部彎矩傳導(dǎo)螺紋桿和扭矩檢測組件；

所述上部彎力承力接頭沿所述上部彎力承力接頭的軸向開設(shè)有中心孔；所述上部彎力承力接頭上沿徑向開設(shè)有貫通所述上部彎力承力接頭的第一通孔；所述上部彎力承力接頭上還沿軸向開設(shè)有多個貫通所述上部彎力承力接頭的第二通孔；

所述上部拉壓承力接頭可滑動地設(shè)置于所述上部彎力承力接頭的中心孔內(nèi)；所述上部拉壓承力接頭上沿所述上部拉壓承力接頭的徑向開設(shè)有第一導(dǎo)向滑槽和第二導(dǎo)向滑槽；

所述上部拉壓固定銷可滑動地設(shè)置于所述第一導(dǎo)向滑槽內(nèi)，所述上部彎力固定銷可滑動地設(shè)置于所述第二導(dǎo)向滑槽內(nèi)；

所述第一聯(lián)軸器的上端沿所述第一聯(lián)軸器徑向開設(shè)有第三通孔；所述上部拉壓固定銷的兩端固定在所述第一通孔內(nèi)；所述上部彎力固定銷的兩端固定在所述第三通孔內(nèi)；所述上部拉壓固定銷和所述上部彎力固定銷相垂直；

所述上部拉壓承力接頭的下端固定有上部連接螺紋桿，所述第二聯(lián)軸器的上端固定于所述上部連接螺紋桿的下端；所述第二聯(lián)軸器的下端固定于所述拉壓承力體的上端，所述拉壓承力體的下端固定于所述中部剛性固定板上；所述拉壓承力體上粘貼有磁致伸縮材料；

所述中部剛性固定板上設(shè)置有中部支撐套筒，所述中部支撐套筒的上端固定有中部拉壓固定體；