[实用新型]一种六维力传感器弹性体

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，更具体地说是可用于测量空间六维力的传感器弹性体构件。

背景技术

多维力传感器是机器人获得与环境之间作用力的重要信息来源。目前已有多方面的多维力传感器的研究，如美国DraPer研究所研制的Waston多维力传感器，中科院合肥智能所和东南大学联合研制的SAFMS型多维力传感器，基于Stewart平台的多维力传感器，黄心汉教授研究的HUST FS6型多维力传感器，德国的Dr.R.Seitner公司设计的二级并联结构型六维力传感器等等。国内外对多维力传感器做了大量的研究，所设计的多维力传感器多种多样，各有不同的优缺点及应用场合，但多维力传感器的解耦、刚度与灵敏度的矛盾等问题还需得到进一步的研究。

实用新型内容

本实用新型是为解决上述现有技术问题，提供一种六维力传感器弹性体，用于实现六维力传感器在结构上解耦，且在提高传感器灵敏度的同时保证传感器的刚度。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案:

本实用新型六维力传感器弹性体的结构特点是：包括中心台、径向梁、周向梁和周向支撑；所述径向梁均匀分布在中心台的周边，径向梁的一端与中心台的周边固联，另一端与周向梁呈“T”型连接，所述周向梁为“T”型的顶部横担，径向梁为“T”型的竖杆段；在所述径向梁上设有通孔，使应力集中于通孔两侧；所述周向梁和周向支撑均匀分布在中心台的外围；并且周向梁与周向支撑一一间隔设置，周向支撑的两端分别与相邻的两个周向梁的端部固定连接，使所述周向梁和周向支撑连接呈环状体；令：所述中心台以及由周向梁和周向支撑连接成的环状体呈水平状态。

本实用新型六维力传感器弹性体的结构特点也在于：所述径向梁、周向梁和周向支撑的数量相等，均为三个或均为四个。

本实用新型六维力传感器弹性体的结构特点也在于：在所述周向梁上设有通孔，使应力集中于通孔两侧。

本实用新型六维力传感器弹性体的结构特点也在于：所述周向梁上的通孔是两个竖直方向上的第一通孔，两个第一通孔在周向梁的两端对称设置。

本实用新型六维力传感器弹性体的结构特点也在于：

所述径向梁上的通孔为：在径向梁的一端设置第二通孔，另一端设置双通孔；

所述径向梁上的通孔或为：在径向梁靠近周向梁的一端设置第三通孔，靠近中心台的一端设置第四通孔，在径向梁的中部设置第二通孔；

所述径向梁上的通孔或为：在径向梁靠近周向梁的一端设置第二通孔，靠近中心台的一端设置第五通孔，在径向梁的中部设置双通孔；

本实用新型六维力传感器弹性体的结构特点也在于：所述第二通孔和第五通孔是贯穿径向梁上表面和下表面的竖向通孔；所述第三通孔、第四通孔和双通孔是贯穿径向梁两侧面的水平通孔；所述双通孔指两只在水平面中并列的通孔，且相互连通。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型实现了结构解耦。针对本实用新型中弹性体的结构形式，可以在径向梁和周向梁的不同位置上粘贴电阻应变片，根据力传感器原理，运用惠斯通全桥电路，实现六维力测量，并能有效避免维间力的相互干扰。

2、本实用新型能获得较高的检测灵敏度，各径向梁和周向梁上开设的通孔，使应变集中在所测区域。

3、本实用新型中周向梁与径向梁之间的“T”型设置获得了良好的刚度，有效提高了传感器结构的动态性能。

4、本实用新型弹性体可整体加工，减少重复性误差，其结构简单，易于加工。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型另一实施方式结构示意图；

图3为本实用新型又一实施方式结构示意图；

图中标号：1中心台；2径向梁；3周向梁；4周向支撑；5第二通孔；6双通孔；7第一通孔；8第三通孔；9第四通孔；10第五通孔。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，本实施例中六维力传感器弹性体的结构形式是：包括中心台1、径向梁2、周向梁3和周向支撑4。

径向梁2均匀分布在中心台1的周边，径向梁2的一端与中心台1的周边固联，另一端与周向梁3呈“T”型连接，周向梁3为“T”型的顶部横担，径向梁2为“T”型的竖杆段；在径向梁2上设有通孔，使应力集中于通孔两侧。

周向梁3和周向支撑4均匀分布在中心台1的外围；并且周向梁3与周向支撑4一一间隔设置，周向支撑4的两端分别与相邻的两个周向梁3的端部固定连接，使周向梁3和周向支撑4连接呈环状体。