[發明專利]力傳感器的彈性梁、力傳感器的感應組件及力傳感器

有效

• 申請號: 202011480065.2
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112629717B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王拓;周丹;黃偉才;劉鐫;劉白露
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L9/04
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張高潔

本發明涉及一種力傳感器的彈性梁、力傳感器的感應組件及力傳感器。該彈性梁是由左側面、右側面、前表面、后表面、上表面和下表面所組成的實心六面體。左側面和右側面皆為矩形，前表面朝自前向后方向的正投影面、后表面朝自后向前方向的正投影面、上表面朝自上而下方向的正投影面和下表面朝自下而上方向的的正投影面為全等的軸對稱圖形，其由首尾依次相連的長直底邊、第一圓弧側邊、短直頂邊和第二圓弧側邊組成。該彈性梁能夠在保證其具有較好的剛度、穩定性和承載能力的前提下解決應力集中面難以增加的問題，保證在該彈性梁上對應每個應力集中面的區域可以貼上更多的應變片，由此提高力傳感器的檢測精度。

技術領域

本發明屬于力傳感器技術領域，具體涉及一種力傳感器的彈性梁、力傳感器的感應組件及力傳感器。

背景技術

力傳感器是一種檢測反饋力值大小的敏感器件,市場上主流的力傳感器多為應變式傳感器,主要由彈性梁構成的彈性梁、應變片和處理模塊組成。彈性梁是力傳感器直接感知力值大小的結構單元，決定力傳感器的響應速度、承載能力和靈敏度。

現有的力傳感器的彈性梁常選為矩形梁，其僅具有一個位于中心的應力集中面，嚴重制約了應變片的貼片數量及最佳位置(即與應力集中面相交)。為了解決這一問題，現有技術常在矩形的彈性梁上增加孔或槽，用來將彈性梁在承受力后的應力集中面分散開，以保證可以在該彈性梁上對應每個應力集中面的區域貼上更多的應變片，由此提高力傳感器的檢測精度。雖然這種彈性梁可以提高力傳感器的檢測精度，但在該彈性梁上增加孔或槽會大幅降低彈性梁的剛度、穩定性和承載能力。

發明內容

為了解決上述全部或部分問題，本發明目的在于提供一種力傳感器的彈性梁、力傳感器的感應組件(包括該彈性梁)及包括該感應組件的力傳感器，其中該彈性梁能夠在保證其具有較好的剛度、穩定性和承載能力的前提下解決應力集中面個數難以增加的問題，保證在該彈性梁上對應每個應力集中面的區域可以貼上更多的應變片，由此提高力傳感器的檢測精度。

根據本發明的第一方面，提供了一種力傳感器的彈性梁。該彈性梁是由左側面、右側面、前表面、后表面、上表面和下表面所組成的實心六面體，其中，所述左側面和右側面皆為矩形，且所述左側面和右側面同時與二者幾何中點的連線相垂直，所述前表面朝自前向后方向的正投影面、后表面朝自后向前方向的正投影面、上表面朝自上而下方向的正投影面和下表面朝自下而上方向的的正投影面為全等的軸對稱圖形，所述軸對稱圖形由首尾依次相連的長直底邊、第一圓弧側邊、短直頂邊和第二圓弧側邊組成，所述第一圓弧側邊和第二圓弧側邊在平行所述短直頂邊的方向上的最短間距小于所述所述短直頂邊的長度。

進一步地，所述左側面和右側面為全等的長方形，其中所述左側面的長邊沿著上下方向延伸而其短邊沿著前后方向延伸，所述右側面的長邊沿著前后方向延伸而其短邊沿著上下方向延伸。

進一步地，所述前表面和上表面相交處的弧線、所述上表面和后表面相交處的弧線、所述后表面和下表面相交處的弧線以及所述下表面和前表面相交處的弧線的曲率范圍均為：

其中ρ為所述弧線的曲率，單位為mm^-1；[τ]為所述彈性梁的許用剪切強度，單位為Mpa；F為所述力傳感器的所測力的量程，單位為N；

所述左側面的長度的取值范圍為：

其中l為所述左側面的長度，單位為mm；[τ]為所述彈性梁的許用剪切強度，單位為Mpa；F為所述力傳感器的所測力的量程，單位為N；

所述左側面寬度的取值范圍為：

其中k為所述左側面的寬度，單位為mm；[τ]為所述彈性梁的許用剪切強度，單位為Mpa；F為所述力傳感器的所測力的量程，單位為N。

進一步地，所述彈性梁的材料為鋼、銅或鋁合金。