[實用新型]力及力矩復合傳感器

有效

• 申請號: 202120828590.2
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN216309630U
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張之敬;賈長友;孫椰望;劉斌;秦廷海
• 申請（專利權）人: 北京力優科技有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/22;G01N3/04;G01L5/00;G01L3/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文麗

本實用新型提供一種力及力矩復合傳感器，所述第一連接組件用于連接被測物體，所述第二連接組件為剛性材料且位置固定，在使被測物體與連接組件連接時，同時受到拉壓力和扭力的被測物體將拉壓力和扭力首先傳遞給第一彈性件，圓柱體結構的所述第一彈性件受到扭力后會發生扭轉形變，扭力測試組件通過測試第一彈性件扭轉形變量變化可獲知所述第一彈性件所承受的扭力大小，從而可獲知被測物體的力矩大小，第二彈性件在受到拉力或壓力后會沿拉力或壓力的方向發生彈性形變，拉壓力測試組件通過測試第一彈性件沿拉力或壓力的方向發生的形變量變化可獲知所述第一彈性件所承受的拉力或壓力的大小，實現了對被測物體所承受或產生的拉壓力和力矩的同時測量。

技術領域

本實用新型涉及測量儀器技術領域，尤其涉及一種力及力矩復合傳感器。

背景技術

隨著工業自動化領域不斷的向自動化、智能化、批量化方向的發展，工藝過程的控制技術作為工業生產的核心技術之一，其重要程度越來越明顯的體現出來。力和力矩是工藝過程中最常涉及且非常關鍵的兩項參數，因此對力和力矩的精確控制顯得尤為重要。

要實現對力和力矩精確控制的前提是對力和扭力矩進行精確測量和判斷，現有技術中已存能實現基本的力或者力矩的測量的傳感器，但都是對力和力矩進行分開測量，無法滿足力和力矩同時測量的需求。

實用新型內容

本實用新型提供一種力及力矩復合傳感器，以解決現有技術中的傳感器無法實現同時測量力和力矩的技術問題。

本實用新型的提供一種力及力矩復合傳感器，包括第一彈性件、第二彈性件、扭力測試組件、拉壓力測試組件、第一連接組件和第二連接組件，所述第一彈性件為圓柱體結構，所述第二彈性件的一端連接于所述第一彈性件的一端，所述扭力測試組件用于測試所述第一彈性件所承受的扭力大小，所述拉壓力測試組件用于測試所述第二彈性件所承受的拉力或壓力的大小，所述第一連接組件連接于所述第一彈性件的另一端，所述第二連接組件連接于所述第二彈性件的另一端，所述第一連接組件和所述第二連接組件中的一者用于連接被測物體，另一者為剛性材料且位置固定。

具體地，所述第一彈性件通過黏貼的方式連接于所述第一連接組件，所述第二彈性件通過黏貼的方式連接于所述第二連接組件，所述第一連接組件用于連接被測物體，所述第二連接組件為剛性材料且位置固定，具體地，被測物體通過第一螺紋緊固件連接于所述第一連接組件，所述第一連接組件設置有與第一螺紋緊固件螺紋配合的第一螺紋孔，所述第二連接組件可通過第二螺紋緊固件固定于外部構件，以實現位置的固定，所述第二連接組件的側邊設置有可供第二螺紋緊固件螺紋連接的第二螺紋孔。

進一步地，所述扭力測試組件包括第一扭力應變片和第二扭力應變片，所述第一扭力應變片和所述第二扭力應變片對稱設置于所述第一彈性體的側面，所述第一扭力應變片和所述第二扭力應變片的應變絲與所述第一彈性件的軸線形成45°夾角，具體地，所述第一扭力應變片和所述第二扭力應變片均設有相互垂直的兩組應變絲，通過將所述第一扭力應變片和所述第二扭力應變片連接于全橋調理電路即可實現力矩的測量，同一個所述第一扭力應變片或所述第二扭力應變片上的兩組應變絲分別在所述第一彈性件的軸線的+45°和-45°方向。

進一步地，所述拉壓力測試組件包括應變片組，所述應變片組包括數量為偶數的多個拉壓力應變片，數量為偶數的多個所述拉壓力應變片以所述第一彈性件的中軸線為中心呈圓周陣列分布并設置于所述第二彈性件，所述拉壓力應變片的應變絲方向均與所述第一彈性件的徑向同向，通過將所述拉壓力應變片連接于全橋調理電路即可實現拉壓力的測量。

進一步地，所述應變片組設有多組，每組所述應變片組的所述拉壓力應變片到所述第一彈性件的中軸線的距離不同。

進一步地，所述第二彈性件為圓柱體結構，所述第二彈性件與所述第一彈性件同軸。