[发明专利]气压式力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种采用气压检测技术进行力的测量工作的气压式力传感器。

背景技术

在气动机械手抓取工作时，有时需要测量施加于机械手上的力，这时就需要在机械手指上安装测量力的传感器。在现有测量力的传感器中，主要是采用电阻应变片式或压电式来对力进行测量，电阻应变片式力传感器制造较为困难、结构复杂、体积较大，压电式力传感器在使用上容易受噪声和环境温度的干扰，并且这两种力传感器都需要复杂的信号处理电路。此外在气动机械手抓取柔软工件时，如果采用位置开关控制时，则刚度较大，容易抓伤工件表面，而使用气囊式手爪，则力的测量较困难。

发明内容

本发明的目的就时针对上述情况，提供一种气压式力传感器，该传感器具有柔性，同时又可以利用气动机械手现有的气源进行力测量，该力传感器结构简单、易于加工制造、不易受工作环境的噪声和温度干扰。

本发明的技术解决方案是：该传感器由密封腔、节流器组、压力检测孔、检测板组成，上密封板、下密封板、密封壁通过密封圈安装在一起组成一密封腔，下密封板上沿圆周均匀安装一组节流器组，压力检测孔安装在下密封板的中心，压力检测孔通过检测管和橡胶软管连接压力传感器及信号处理系统，下密封板上通过调节螺钉连接检测板，检测板与下密封板之间形成检测间隙，在其中一密封壁的侧面上安装进气接头。

当外负载作用于检测板上，使下密封板和检测板之间的气体检测间隙减小，节流阻力增大，检测间隙中压力检测孔处气体压力增加，此压力信号在一定范围内与作用在检测板上的力成线形关系。将标定好的压力检测孔处的气体压力和力之间的关系曲线存入计算机，在传感器工作时，通过与检测管连接的压力传感器检测压力检测孔处的压力，数据被送入计算机，调出压力和力之间的关系曲线，经过信号处理就可以测量出作用于检测板上的力。此外通过调节螺钉调节检测间隙，可以改变传感器的测量范围和灵敏度。

本发明的传感器通过力的作用，使检测板产生位移而造成检测间隙内的压力发生变化，建立压力和力之间的关系，具有一定的柔性，结构简单，加工制造容易，适用于气动机械手或利用气压工作时进行力检测的场合。

附图说明

图1为气压式力传感器结构示意图；

图2为图1的A-A俯视图。

图中：1上密封板、2密封壁、3检测管、4密封圈、5下密封板、6节流器组、7压力检测孔、8检测板、9调节螺钉、10进气接头、11密封腔。

具体实施方式

如图1、2所示，该传感器由密封腔11、节流器组6、压力检测孔7、检测板8装置组成，上密封板1、下密封板5、密封壁2通过密封圈4安装组成密封腔11，下密封板5上沿圆周均匀安装一组节流器组6，压力检测孔7安装在下密封板5的中心，压力检测孔7通过检测管3和橡胶软管连接压力传感器及信号处理系统，下密封板5上通过调节螺钉9连接检测板8，检测板8与下密封板5之间形成检测间隙，在其中一密封壁2的侧面上安装进气接头10。

当外负载作用于检测板8上，使下密封板5和检测板8之间的气体检测间隙减小，节流阻力增大，检测间隙中压力检测孔7处气体压力增加，此压力信号在一定范围内与作用在检测板8上的力成线形关系。将标定好的压力检测孔7处的气体压力和力之间的关系曲线存入计算机，在传感器工作时，通过与检测管3连接的压力传感器检测压力检测孔7处的压力，数据被送入计算机，调出压力和力之间的关系曲线，经过信号处理就可以测量出作用于检测板8上的力。此外通过调节螺钉9调节检测间隙，可以改变传感器的测量范围和灵敏度。