[发明专利]组合式高精度三轴力传感器

摘要

本发明公开了一种组合式高精度三轴力传感器，属于机械设计及传感测量技术领域。三轴力传感器，包括受力模块、安装模块和电阻应变片三个主要模块以及安装基座、待测零件和外围测量电路等等外围设备。受力模块与安装模块通过螺钉连接为一个整体，组成三轴力传感器的本体；受力模块与待测零件通过螺钉安装，实现三轴力的输入；安装模块安装到安装基座上，实现传感器的固定；三轴力传感器的每一个测量模块都布置了四个电阻应变片，并构成全桥测量电路，将测量得到的电信号输出给外围电路即可实现三个方向力的测量。本发明能够实现同时对精密微细研磨加工过程中工件所受X、Y、Z三个方向研磨力的高精度测量。

主权项

一种组合式高精度三轴力传感器,其特征在于，包括受力模块(1)、安装模块(5)、电阻应变片(2)、安装基座(4)、待测零件(3)和外围的测量电路；所述受力模块(1)由五根矩形块顺序垂直相接形成一体化结构的三维零件，前四根矩形块顺序形成一个未封闭的口字形，第五根矩形块垂直于第四根矩形块的末端且位于口字形内形成悬臂梁结构，第五根矩形块的末端位于口字型结构的中心，所述第五根矩形块的上表面加工有螺纹孔(7)，该表面为受力平面(6)；第一根矩形块的上表面加工有连接孔(8)，第二根和第三根矩形块上加工有双横梁结构；所述第二根至第五根矩形块的底面位于同一平面且高于第一根矩形块的底面；所述安装模块(5)由两个连接块和连接梁组成，连接梁同时垂直于两个连接块，连接梁上加工有双横梁结构，其中一个连接块的上表面加工有安装孔(14)，另一个连接块的表面上加工有连接螺纹孔(13)；连接梁的上下表面所在的平面位于两个连接块上下表面所在的平面之内，加工有安装孔(14)的连接块的下表面为安装平面(15)，加工有连接螺纹孔(13)的连接块的上表面为安装连接平面(18)；其整体连接关系为：所述安装模块(5)的一个连接块与受力模块(1)的第一根矩形块固定连接，通过连接块上的连接螺纹孔(13)与第一根矩形块上的连接孔(8)固定，所述连接块上的安装连接平面(18)与受力模块(1)第一根矩形块的底面贴合；所述受力模块(1)的第二根至第五根矩形块的底面与安装模块(5)相对的表面之间存在间隙，所述待测零件(3)固定连接在安装模块(5)上第五根矩形块的受力平面(6)上，所述第五根矩形块上表面螺纹孔(7)的中心轴线与安装模块(5)中连接梁上的双横梁结构的中心位于同一直线上；上述部件构成了三轴力传感器的整体，所述受力模块(1)的第三根和第二根矩形块分别形成X轴模块和Y轴模块，所述安装模块(5)中连接梁形成Z轴模块；所述传感器整体通过安装模块(5)的另一个连接块与所述安装基座(4)固定连接，所述连接块的安装平面(15)与安装基座(4)的上表面贴合，所述安装模块(5)的连接梁与安装基座(4)的上表面之间存在间隙；所述电阻应变片(2)布置于三轴力传感器双横梁结构的内部，将三轴力传感器受力产生的形变转换为电信号，实现X、Y、Z三个方向力的测量。