[实用新型]力及力矩复合传感器

说明书

本实用新型提供一种力及力矩复合传感器，所述第一连接组件用于连接被测物体，所述第二连接组件为刚性材料且位置固定，在使被测物体与连接组件连接时，同时受到拉压力和扭力的被测物体将拉压力和扭力首先传递给第一弹性件，圆柱体结构的所述第一弹性件受到扭力后会发生扭转形变，扭力测试组件通过测试第一弹性件扭转形变量变化可获知所述第一弹性件所承受的扭力大小，从而可获知被测物体的力矩大小，第二弹性件在受到拉力或压力后会沿拉力或压力的方向发生弹性形变，拉压力测试组件通过测试第一弹性件沿拉力或压力的方向发生的形变量变化可获知所述第一弹性件所承受的拉力或压力的大小，实现了对被测物体所承受或产生的拉压力和力矩的同时测量。

技术领域

本实用新型涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种力及力矩复合传感器。

背景技术

随着工业自动化领域不断的向自动化、智能化、批量化方向的发展，工艺过程的控制技术作为工业生产的核心技术之一，其重要程度越来越明显的体现出来。力和力矩是工艺过程中最常涉及且非常关键的两项参数，因此对力和力矩的精确控制显得尤为重要。

要实现对力和力矩精确控制的前提是对力和扭力矩进行精确测量和判断，现有技术中已存能实现基本的力或者力矩的测量的传感器，但都是对力和力矩进行分开测量，无法满足力和力矩同时测量的需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种力及力矩复合传感器，以解决现有技术中的传感器无法实现同时测量力和力矩的技术问题。

本实用新型的提供一种力及力矩复合传感器，包括第一弹性件、第二弹性件、扭力测试组件、拉压力测试组件、第一连接组件和第二连接组件，所述第一弹性件为圆柱体结构，所述第二弹性件的一端连接于所述第一弹性件的一端，所述扭力测试组件用于测试所述第一弹性件所承受的扭力大小，所述拉压力测试组件用于测试所述第二弹性件所承受的拉力或压力的大小，所述第一连接组件连接于所述第一弹性件的另一端，所述第二连接组件连接于所述第二弹性件的另一端，所述第一连接组件和所述第二连接组件中的一者用于连接被测物体，另一者为刚性材料且位置固定。

具体地，所述第一弹性件通过黏贴的方式连接于所述第一连接组件，所述第二弹性件通过黏贴的方式连接于所述第二连接组件，所述第一连接组件用于连接被测物体，所述第二连接组件为刚性材料且位置固定，具体地，被测物体通过第一螺纹紧固件连接于所述第一连接组件，所述第一连接组件设置有与第一螺纹紧固件螺纹配合的第一螺纹孔，所述第二连接组件可通过第二螺纹紧固件固定于外部构件，以实现位置的固定，所述第二连接组件的侧边设置有可供第二螺纹紧固件螺纹连接的第二螺纹孔。

进一步地，所述扭力测试组件包括第一扭力应变片和第二扭力应变片，所述第一扭力应变片和所述第二扭力应变片对称设置于所述第一弹性体的侧面，所述第一扭力应变片和所述第二扭力应变片的应变丝与所述第一弹性件的轴线形成45°夹角，具体地，所述第一扭力应变片和所述第二扭力应变片均设有相互垂直的两组应变丝，通过将所述第一扭力应变片和所述第二扭力应变片连接于全桥调理电路即可实现力矩的测量，同一个所述第一扭力应变片或所述第二扭力应变片上的两组应变丝分别在所述第一弹性件的轴线的+45°和-45°方向。

进一步地，所述拉压力测试组件包括应变片组，所述应变片组包括数量为偶数的多个拉压力应变片，数量为偶数的多个所述拉压力应变片以所述第一弹性件的中轴线为中心呈圆周阵列分布并设置于所述第二弹性件，所述拉压力应变片的应变丝方向均与所述第一弹性件的径向同向，通过将所述拉压力应变片连接于全桥调理电路即可实现拉压力的测量。

进一步地，所述应变片组设有多组，每组所述应变片组的所述拉压力应变片到所述第一弹性件的中轴线的距离不同。

进一步地，所述第二弹性件为圆柱体结构，所述第二弹性件与所述第一弹性件同轴。