The invention relates to a piezoelectric six dimensional force sensor structure design based on Stewart. The invention comprises a sensor platform, a lower platform, only six, six connecting rod ball joint rod rod, six groups of piezoelectric sensors, six one-dimensional connecting rod bar, six bar ball hinge, on the platform through the connecting rod and the upper and lower sensor branch composed of spherical hinge, piezoelectric one type sensor is connected with the six sets of one-dimensional piezoelectric quartz crystal groups respectively by six uniform groove which is fixed between the upper and lower connecting rod screws, each group consists of four pieces of quartz crystal XY type piezoelectric quartz crystal, quartz crystal consists of quartz wafer and electrode through the conductive adhesive bonded together the. Because the invention uses the Stewart parallel structure and principle, to achieve a wide measuring range of load, each group has four piezoelectric crystal quartz wafer, with high sensitivity and high precision, the sensor has high measurement sensitivity, and the measurement results of high precision, simple structure, convenient installation, good stability that can be used in the measurement of the load value to.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于六维压电式传感器领域,涉及一种高精度、高灵敏度、六维力测量的基于Stewart结构和并联分载原理设计的重载荷测量传感器。
技术介绍
六维测力传感器能够测量空间三维力和力矩的大小,在测量空间力学信息时具有测力信息丰富,测力精度高的特点,应用在航空航天、医学、国防科技等领域的操作装备的精密控制、多指灵巧手和机器人力反馈等领域。基于 Stewart 结构的六维力传感器是一种十分优越的六维力传感器,其承载能力强、精度高、响应快、灵敏度高等独特优点,倍受设计者和使用者的青睐,迄今已广泛应用于机器人、航空(如飞机起落的冲击力测试)、航天(火箭模型发射力测试、航天器对接时六维力测试)、汽车(撞击试验)和造船等领域。近年来,大测力范围、大量程的六维测力传感器已成为目前急需的高科技产品之一,特别是对于应用在航空航天领域的推力实验、试飞实验和风洞实验所急需的大测力范围、大吨位的六维测力传感器。当今世界许多国家对其研制工作非常重视,视为涉及国家安全、经济发展和科技进步的关键技术之一,并将其列入国家科技发展战略计划之中。目前的六维力传感器,测力范围都比较小,无法实现大力值测量。在重载操作装备中,为了实现力反馈控制,要求六维大力的高精度的测量,而目前没有投入实际应用的高灵敏度重载传感器,已经投入使用的六维力传感器存在着测量量程较小的问题。本专利技术所提出的基于Stewart结构的压电式六维大力传感器可有效解决对六维大力传感器的高精度、高灵敏度、大承载力和简单实用的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是通过将Stewart结构、压电技术与并联分载原理结合应用到 ...
【技术保护点】
一种基于Stewart结构的压电式六维力传感器,其特征在于传感器由上平台1、下平台2、六只上杆球铰3、六只连接杆上杆4、六组一维压电石英传感器5、六只连接杆下杆6、六只下杆球铰7组成,下平台2的直径大于平台1的直径,六个支路一维压电石英传感器5按半对称结构均布连接于上下平台1、2之间,每个支路呈相同的仰角,采用球形铰链连接,六只上杆球铰3和六只下杆球铰7中每个球铰由四只固定螺钉固定在上平台1和下平台2,一维压电石英传感器5包括上连杆末端凸台a1、定位圆柱凸台a2、下连杆凸台b1、放置压电石英晶组凹槽b2、定位凹槽b3、固定螺钉8和压电石英晶组9;石英晶组9被安置在凹槽b2内,通过定位圆柱凸台a2和定位凹槽b3和六只均布固定螺钉8固定在凹槽b2内,并施加一定的预紧力。
【技术特征摘要】
1.一种基于Stewart结构的压电式六维力传感器,其特征在于传感器由上平台1、下平台2、六只上杆球铰3、六只连接杆上杆4、六组一维压电石英传感器5、六只连接杆下杆6、六只下杆球铰7组成,下平台2的直径大于平台1的直径,六个支路一维压电石英传感器5按半对称结构均布连接于上下平台1、2之间,每个支路呈相同的仰角,采用球形铰链连接,六只上杆球铰3和六只下杆球铰7中每个球铰由四只固定螺钉固定在上平台1和下平台2,一维压电石英传感器5包括上连杆末端凸台a1、定位圆柱凸台a2、下连杆凸台b1、放置压电石英晶组凹槽b2、定位凹槽b3、固定螺钉8和压电石英晶组9;石英晶组9被安置在凹槽b2内,通过定...
【专利技术属性】
技术研发人员:李玉钦,李映君,崔焕勇,张增明,韩彬彬,方元,王颖,
申请(专利权)人:济南大学,
类型:发明
国别省市:山东;37
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