[發明專利]基于平行四邊彈性形機構的微小推進力測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202210912894.6
• 申請日: 2022-07-31
• 公開（公告）號: CN115290239A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 楊永;趙美蓉;鄭葉龍;黃銀國;朱春源
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于平行四邊彈性形機構的微小推進力測量裝置，其特征在于，包括有，平行四邊形彈性機構(1)、微推進器(2)和位移傳感器(3)，其中，所述平行四邊形彈性機構(1)的一端連接微推進器(2)，所述的位移傳感器(3)連接在所述微推進器(2)上，用于采集微推進器(2)輸出微小推進力時平行四邊形彈性機構(1)的位移量，從而得到微推進器(2)的推力值。

2.根據權利要求1所述的基于平行四邊彈性形機構的測量裝置，其特征在于，所述的平行四邊形彈性機構(1)包括有：構成平行四邊形彈性機構(1)橫向平行的上彈性桿(1.1)和下彈性桿(1.2)，構成平行四邊形彈性機構(1)的縱向平行的左側邊為用于與其他部件相固定的固定邊(1.3)，右側邊為受力支撐邊(1.4)，所述受力支撐邊(1.4)連接所述微推進器(2)。

3.根據權利要求2所述的基于平行四邊彈性形機構的微小推進力測量裝置，其特征在于，所述的上彈性桿(1.1)和下彈性桿(1.2)結構相同，均是在桿體上一體形成有兩個結構相同的橢圓弧柔性鉸鏈(1.5)。

4.根據權利要求3所述的基于平行四邊彈性形機構的微小推進力測量裝置，其特征在于，所述的橢圓弧柔性鉸鏈(1.5)是由兩個橢圓弧的弧底部一體連接形成。

5.根據權利要求2所述的基于平行四邊彈性形機構的微小推進力測量裝置，其特征在于，所述的固定邊(1.3)上形成有用于與其他部件固定連接的通孔(1.6)。

6.一種權利要求1所述的基于平行四邊彈性形機構的微小推進力測量裝置的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將平行四邊形彈性機構(1)中的受力支撐邊(1.4)側與微推進器(2)固定連接，采用電磁標準力源(4)作為微小推進力輸出標準電磁力到微推進器(2)，進行整個測量裝置的剛度標定，根據胡克定律，得到平行四邊形彈性機構(1)的剛度k_y為：

其中，ΔF_B為電磁標準力源輸出的標準力，Δy_B為位移傳感器(3)測得的平行四邊形彈性機構(1)輸出的位移；

2)進行微小力測量，微推進器(2)工作輸出推力，由位移傳感器(3)測得平行四邊形彈性機構(1)的位移Y，通過如下公式計算出微推進器(2)的推力F_T：

F_T＝k_y·Y。