[發明專利]一種六維力/力矩測量裝置

在審

• 申請號: 202010968426.1
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN111964829A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 楊茗予;左國坤;伏榮真;施長城;張佳楫
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所慈溪生物醫學工程研究所;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: G01L5/1627
• 分類號: G01L5/1627
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張欣然

本發明公開一種串聯式力、力矩測量裝置，加載臺用于承受施加的力和力矩，加載臺向X軸力矩承載構件傳遞作用力和力矩，X軸力矩承載構件向X軸Y軸力承載構件傳遞作用力和力矩，X軸Y軸力承載構件向Y軸力矩承載構件傳遞作用力和力矩，Y軸力矩承載構件向Z軸力承載構件傳遞作用力和力矩，Z軸力承載構件和Z軸力矩承載構件傳遞作用力和力矩，通過X軸力矩承載構件、和/或X軸Y軸力承載構件、和/或Y軸力矩承載構件、和/或Z軸力承載構件、和/或Z軸力矩承載構件上貼裝的應變片檢測作用力和力矩；本發明的六維力/力矩測量裝置采用串聯式的結構傳遞作用力和力矩，傳遞路徑唯一，可有效降低維間耦合，降低信號失真。

技術領域

本發明涉及力學測量技術領域，更進一步涉及一種六維力/力矩測量裝置。

背景技術

六維力、力矩測量裝置可測量空間坐標中三個維度力分量Fx、Fy、Fz和力矩分量Mx、My、Mz，測量裝置受力產生形變，通過應變片將變形轉換為電信號的變化，實現力和力矩的測量。

傳統的力、力矩測量裝置以并聯結構為主，采用對稱的布置形式，力傳遞的路徑并不唯一，這種結構不能有效降低維間耦合，一個維度的作用力會影響另一維度，造成檢測信號失真。

對于本領域的技術人員來說，如何降低并聯結構之間的相互作用導致的信號失真，是目前需要解決的技術問題。

發明內容

本發明提供一種六維力/力矩測量裝置，采用串聯的結構使力和力矩的傳遞路徑唯一，降低維間耦合，從而減小信號失真，具體方案如下：

一種六維力/力矩測量裝置，包括加載臺、X軸力矩承載構件、X軸Y軸力承載構件、Y軸力矩承載構件、Z軸力承載構件、Z軸力矩承載構件；

所述加載臺用于承受施加的力和力矩；所述X軸Y軸力承載構件和所述Z軸力承載構件均呈折彎設置；

所述X軸力矩承載構件固定連接所述加載臺和X軸Y軸力承載構件；

所述Y軸力矩承載構件固定連接所述X軸Y軸力承載構件和所述Z軸力承載構件；

所述Z軸力矩承載構件固定連接所述Z軸力承載構件和固定臺；

所述X軸力矩承載構件、和/或所述X軸Y軸力承載構件、和/或所述Y軸力矩承載構件、和/或所述Z軸力承載構件、和/或所述Z軸力矩承載構件上貼裝應變片。

可選地，所述X軸力矩承載構件、所述Y軸力矩承載構件、所述Z軸力矩承載構件的兩端分別設置用于連接固定的法蘭盤。

可選地，所述X軸力矩承載構件、所述Y軸力矩承載構件、所述Z軸力矩承載構件的形狀尺寸相同，能夠相互替換。

可選地，所述X軸Y軸力承載構件為一體式結構，具有四個相互垂直的側壁；

所述X軸力矩承載構件和所述Y軸力矩承載構件分別固定連接在所述X軸Y軸力承載構件末端相互垂直的側面上。

可選地，所述Z軸力承載構件包括兩個相互垂直的側面，所述Y軸力矩承載構件和所述Z軸力矩承載構件分別固定連接在所述Z軸力承載構件相互垂直的兩個側面上。

可選地，所述X軸Y軸力承載構件和所述Z軸力承載構件的表面貼裝應變片的位置為機加工的凹槽面。

可選地，所述X軸力矩承載構件、所述Y軸力矩承載構件和所述Z軸力矩承載構件分別位于所述加載臺的三個軸線同軸。