[发明专利]多轴力和力矩传感器及具有该传感器的机器人

权利要求书

1.多轴力和力矩传感器，包括：

第一支撑元件；

第二支撑元件；

连接在所述第一支撑元件和所述第二支撑元件之间的可变形部件，所述可变形部件被配置为响应于在多个方向上施加的外力和力矩而偏转；以及

多个信号对，每个所述信号对包括磁体和霍尔效应检测器，

其中所述磁体安装在所述第一支撑元件和所述第二支撑元件中的一个支撑元件上，

其中所述霍尔效应检测器安装在所述第一支撑元件和所述第二支撑元件中的另一个支撑元件上，并且位于对应于相应的磁体的位置；

其中所述多个信号对的磁体的磁化方向是不同的，使得所述多个信号对能够测量在不同方向上施加在所述第一支撑元件和所述第二支撑元件上的力和力矩；

其中所述第一支撑元件包括第一盘和第三盘，所述第二支撑元件包括第二盘和第四盘，所述可变形部件包括第一易曲元件和第二易曲元件；

其中所述第一盘和所述第二盘由所述第一易曲元件连接，并协同构成上传感组件，所述第三盘和所述第四盘由所述第二易曲元件连接，并协同构成下传感组件，所述上传感组件堆叠在所述下传感组件上；以及

所述多轴力和力矩传感器还包括：

多个第一桥接结构，所述多个第一桥接结构刚性地连接所述第一盘和所述第三盘；

多个第二桥接结构，所述多个第二桥接结构刚性地连接所述第二盘和所述第四盘。

2.根据权利要求1所述的多轴力和力矩传感器，其特征在于，

所述第一盘、所述第二盘、所述第三盘和所述第四盘基本上彼此平行地延伸。

3.根据权利要求2所述的多轴力和力矩传感器，其特征在于，

所述多个信号对包括六个信号对，

所述六个信号对中的三个信号对的磁体的磁化方向平行于所述传感器的周向方向，并且

所述六个信号对中的其它三个信号对的磁体的磁化方向平行于所述传感器的轴向方向。

4.根据权利要求1所述的多轴力和力矩传感器，其特征在于，所述多个第一桥接结构和所述多个第二桥接结构中的每个桥接结构包括高磁导率材料，并且位于对应于所述多个信号对中相应的一个信号对的位置，且至少部分地封闭所述相应的一个信号对。

5.根据权利要求1所述的多轴力和力矩传感器，其特征在于：

所述多个第一桥接结构中的每个第一桥接结构包括在所述传感器的轴向方向上与所述第二盘隔开的第一止动块，所述第一止动块被配置为防止所述第一易曲元件在所述轴向方向上过度偏转；并且

所述多个第二桥接结构中的每个第二桥接结构包括在所述传感器的所述轴向方向上与所述第三盘隔开的第二止动块，所述第二止动块被配置为防止所述第二易曲元件在所述轴向方向上过度偏转。

6.根据权利要求5所述的多轴力和力矩传感器，其特征在于，还包括：

从所述第二盘延伸并穿过所述第一盘的第一定位销，其中在所述第一盘的延伸方向上，所述第一定位销和所述第一盘之间存在间隙，并且其中所述第一定位销被配置为防止所述第一易曲元件在所述传感器的径向方向和周向方向上过度偏转；以及

从所述第三盘延伸并穿过所述第四盘的第二定位销，其中在所述第四盘的延伸方向上，所述第二定位销和所述第四盘之间存在间隙，并且其中所述第二定位销被配置为防止所述第二易曲元件在所述传感器的径向方向和周向方向上过度偏转。

7.根据权利要求1所述的多轴力和力矩传感器，其特征在于，还包括：

连接到所述第一支撑元件的顶壳；

连接到所述第二支撑元件的底壳；以及

连接在所述顶壳和所述底壳之间的密封件，其中所述顶壳、所述底壳和所述密封件协同地封闭所述第一支撑元件、所述第二支撑元件、所述可变形部件和所述多个信号对。