[发明专利]一种机械解耦型六维力和力矩传感器

权利要求书

1.一种机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：该传感器包括弹性结构体和应变片组；

所述弹性结构体包括位于外圈的固定台、与固定台同轴线布置的圆筒形的加载台、连接在固定台和加载台之间的若干个沿加载台圆周均布的相同弹性支链，固定台和加载台在厚度方向同中心面布置，弹性支链长度方向的中心线布置在该中心面上；

每个弹性支链以加载台竖向轴线为中心沿径向呈辐条状布置，弹性支链包括横截面为矩形的弹性梁体、圆形板体和若干个浮动梁体，弹性梁体里端与加载台外侧圆柱面固定连接，圆形板体同轴心地连接在弹性梁体外端，若干个浮动梁体呈辐条状均布在圆形板体周围，每个浮动梁体沿圆形板体的直径方向布置；在固定台上与弹性梁体对应位置设有横向贯穿固定台的圆孔，圆孔与圆形板体同轴线布置，浮动梁体的两端固定连接在圆孔内圆柱面和圆形板体的外圆柱面之间；

所述圆形板体覆盖弹性梁体外端面，所有浮动梁体的结构相同，浮动梁体宽度与圆形板厚度相等，圆形板体厚度d，圆孔长度L， 1/6L≤d≤1/3L，圆形板体的直径为圆孔之间的1/3到1/2之间。

2.根据权利要求1所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：所述固定台、加载台、以及弹性支链的弹性梁体、圆形板体、浮动梁体均为一体成形结构。

3.根据权利要求2所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：加载台上设有沿圆周均布并贯穿上下端面的安装通孔，该安装通孔位于加载台内外圆柱侧面的中间位置，加载台外圆柱面设有同弹性支链数量相同的外缘凸台，外缘凸台和弹性梁体内端固定连接，且外缘凸台前端面与弹性梁体长度方向的中心线垂直。

4.根据权利要求1所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：弹性梁体为实心结构，沿弹性梁体长度方向截面形状保持不变；所有弹性梁体长度方向的中心线位于加载台厚度方向同中心面上，并相交于加载台中心轴线上。

5.根据权利要求1所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：所述若干浮动梁体除与圆形板和圆孔连接的两端外，其余部分为矩形横截面；浮动梁体的个数4n个，n为正整数；其中有两个浮动梁体的长度方向中心线与上述所有弹性梁体的长度方向中心线位于同一平面内。

6.根据权利要求1所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：所述若干浮动梁体和圆形板内侧面与所述固定台内侧平面共面。

7.根据权利要求1所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：所述的弹性支链为四个、圆孔也为四个，所述固定台为方形框，圆孔位于每个框的中部，固定台四角内外侧面均通过圆角过渡，固定台四角的横向宽度大于框的宽度。

8.根据权利要求1所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：所述的弹性支链为三个、圆孔也为三个，所述固定台为圆筒形。

9.根据权利要求1所述的机械解耦型六维力和力矩传感器，其特征在于：所述的弹性支链为八个、圆孔也为八个，所述固定台为圆筒形。