[發明專利]多自由度力傳感器

在審

• 申請號: 202011492446.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112975894A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: J.A.桑德斯;A.H.博雷爾;J.T.吉汀
• 申請（專利權）人: 波士頓動力公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J13/08;B25J9/10;G01L5/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

1.一種載荷傳感器，包括：

第一板和第二板；

多個單軸載荷單元，該多個單軸載荷單元包括第一、第二和第三單軸載荷單元，其中，第一、第二和第三單軸載荷單元中的每個都被設置在第一板和第二板之間并沿著第一軸取向；和

多個約束關節，該多個約束關節被聯接到第一板和第二板，該多個約束關節被構造為抑制第一板相對于第二板在垂直于第一軸的方向上的平移并構造為抑制第一板相對于第二板繞第一軸的旋轉。

2.根據權利要求1所述的載荷傳感器，其中，多個約束關節包括至少一個球形約束部。

3.根據權利要求2所述的載荷傳感器，其中，至少一個球形約束部設置在多個單軸載荷單元的質心處。

4.根據權利要求1所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元還包括第四單軸載荷單元，其中，第四單軸載荷單元設置在第一板和第二板之間并且沿著第一軸取向。

5.根據權利要求4所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元中的每個設置在第一板的拐角處。

6.根據權利要求1所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元中的每個設置在第一板的拐角處。

7.根據權利要求1所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元被構造為測量沿著第一軸的力。

8.根據權利要求1所述的載荷傳感器，還包括：

輸出接口，該輸出接口被構造為將從多個單軸載荷單元輸出的信號提供到處理器，其中，處理器被構造為計算繞第二軸和第三軸的力矩，其中第二軸和第三軸每個都垂直于第一軸，以及其中第二軸垂直于第三軸。

9.根據權利要求1所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元中的每個都通過球形約束部而聯接到第一板和第二板。

10.根據權利要求1所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元中的每個都通過單向約束部聯接到第一板和第二板。

11.根據權利要求1所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元中的每個被構造為測量沿第一軸的壓縮力和拉力。

12.根據權利要求4所述的載荷傳感器，其中，多個單軸載荷單元還包括沿著垂直于第一軸的第二軸取向的第五單軸載荷單元。

13.根據權利要求12所述的載荷傳感器，還包括沿第二軸和第三軸取向的雙軸載荷單元，其中第三軸垂直于第一軸和第二軸二者。

14.根據權利要求13所述的載荷傳感器，其中，多個約束關節中的每個與多個單軸載荷單元和/或雙軸載荷單元中的至少一個共同定位。

15.一種用于確定施加到機器人的一部分上的一個或多個力/扭矩的方法，該方法包括：

通過多個單軸載荷單元感測施加到機器人的該一部分的力，該多個單軸載荷單元包括沿著第一軸取向并設置在第一板和第二板之間的第一、第二和第三單軸載荷單元，其中第一板和第二板受到設置在第一板和第二板之間的多個約束關節的約束，其中多個約束關節被構造為抑制在第一板和第二板之間在垂直于第一軸的方向上的相對平移并被構造為抑制在第一板和第二板之間繞第一軸的相對旋轉；

基于多個單軸載荷單元的所感測到的輸出來確定沿著第一軸的力；

基于多個單軸載荷單元的所感測到的輸出來確定繞第二軸和第三軸的力矩，其中第二和第三軸每個都垂直于第一軸，以及其中第二軸垂直于第三軸；和

至少部分地基于所確定的力和力矩來調節機器人的操作。