一种六维力传感器弹性体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种六维力传感器弹性体，其特征是包括中心台、径向梁、周向梁和周向支撑；径向梁均匀分布在中心台的周边，径向梁的一端与中心台的周边固联，另一端与周向梁呈“T”型连接；在径向梁上设有通孔，使应力集中于通孔两侧；周向梁和周向支撑均匀分布在中心台的外围；并且周向梁与周向支撑一一间隔设置，周向支撑的两端分别与相邻的两个周向梁的端部固定连接，使周向梁和周向支撑连接呈环状体。本实用新型专利技术用于实现六维力传感器在结构上解耦，能提高传感器灵敏度，并保证传感器刚度。

An elastic body of six axis force sensor

The utility model discloses an elastic body of six axis force sensor, which comprises a central station, radial and circumferential support beam, Zhou Xiangliang beam; peripheral radial uniform distribution in the center of Taiwan, Taiwan and the radial center around the end of the beam is fixedly connected with the other end Zhou Xiangliang was \T\ type connection through hole; in a radial beam, the stress concentration in the through hole on both sides of the periphery; Zhou Xiangliang and Zhou to support distributed evenly in the center; and to support one week and Xiangliang week intervals, fixed end of the week to support with the two ends of the adjacent two weeks Xiangliang, Zhou Xiangliang and Zhou to support a connecting ring. The utility model is used to realize the decoupling of six axis force sensor in structure, can improve the sensitivity of the sensor, and to ensure the rigidity of the sensor.

【技术实现步骤摘要】
一种六维力传感器弹性体
本技术属于传感器
，更具体地说是可用于测量空间六维力的传感器弹性体构件。
技术介绍
多维力传感器是机器人获得与环境之间作用力的重要信息来源。目前已有多方面的多维力传感器的研究，如美国DraPer研究所研制的Waston多维力传感器，中科院合肥智能所和东南大学联合研制的SAFMS型多维力传感器，基于Stewart平台的多维力传感器，黄心汉教授研究的HUSTFS6型多维力传感器，德国的Dr.R.Seitner公司设计的二级并联结构型六维力传感器等等。国内外对多维力传感器做了大量的研究，所设计的多维力传感器多种多样，各有不同的优缺点及应用场合，但多维力传感器的解耦、刚度与灵敏度的矛盾等问题还需得到进一步的研究。
技术实现思路
本技术是为解决上述现有技术问题，提供一种六维力传感器弹性体，用于实现六维力传感器在结构上解耦，且在提高传感器灵敏度的同时保证传感器的刚度。本技术为解决技术问题采用如下技术方案:本技术六维力传感器弹性体的结构特点是：包括中心台、径向梁、周向梁和周向支撑；所述径向梁均匀分布在中心台的周边，径向梁的一端与中心台的周边固联，另一端与周向梁呈“T”型连接，所述周向梁为“T”型的顶部横担，径向梁为“T”型的竖杆段；在所述径向梁上设有通孔，使应力集中于通孔两侧；所述周向梁和周向支撑均匀分布在中心台的外围；并且周向梁与周向支撑一一间隔设置，周向支撑的两端分别与相邻的两个周向梁的端部固定连接，使所述周向梁和周向支撑连接呈环状体；令：所述中心台以及由周向梁和周向支撑连接成的环状体呈水平状态。本技术六维力传感器弹性体的结构特点也在于：所述径向梁、周向梁和周向支撑的数量相等，均为三个或均为四个。本技术六维力传感器弹性体的结构特点也在于：在所述周向梁上设有通孔，使应力集中于通孔两侧。本技术六维力传感器弹性体的结构特点也在于：所述周向梁上的通孔是两个竖直方向上的第一通孔，两个第一通孔在周向梁的两端对称设置。本技术六维力传感器弹性体的结构特点也在于：所述径向梁上的通孔为：在径向梁的一端设置第二通孔，另一端设置双通孔；所述径向梁上的通孔或为：在径向梁靠近周向梁的一端设置第三通孔，靠近中心台的一端设置第四通孔，在径向梁的中部设置第二通孔；所述径向梁上的通孔或为：在径向梁靠近周向梁的一端设置第二通孔，靠近中心台的一端设置第五通孔，在径向梁的中部设置双通孔；本技术六维力传感器弹性体的结构特点也在于：所述第二通孔和第五通孔是贯穿径向梁上表面和下表面的竖向通孔；所述第三通孔、第四通孔和双通孔是贯穿径向梁两侧面的水平通孔；所述双通孔指两只在水平面中并列的通孔，且相互连通。与已有技术相比，本技术有益效果体现在：1、本技术实现了结构解耦。针对本技术中弹性体的结构形式，可以在径向梁和周向梁的不同位置上粘贴电阻应变片，根据力传感器原理，运用惠斯通全桥电路，实现六维力测量，并能有效避免维间力的相互干扰。2、本技术能获得较高的检测灵敏度，各径向梁和周向梁上开设的通孔，使应变集中在所测区域。3、本技术中周向梁与径向梁之间的“T”型设置获得了良好的刚度，有效提高了传感器结构的动态性能。4、本技术弹性体可整体加工，减少重复性误差，其结构简单，易于加工。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术另一实施方式结构示意图；图3为本技术又一实施方式结构示意图；图中标号：1中心台；2径向梁；3周向梁；4周向支撑；5第二通孔；6双通孔；7第一通孔；8第三通孔；9第四通孔；10第五通孔。具体实施方式参见图1、图2和图3，本实施例中六维力传感器弹性体的结构形式是：包括中心台1、径向梁2、周向梁3和周向支撑4。径向梁2均匀分布在中心台1的周边，径向梁2的一端与中心台1的周边固联，另一端与周向梁3呈“T”型连接，周向梁3为“T”型的顶部横担，径向梁2为“T”型的竖杆段；在径向梁2上设有通孔，使应力集中于通孔两侧。周向梁3和周向支撑4均匀分布在中心台1的外围；并且周向梁3与周向支撑4一一间隔设置，周向支撑4的两端分别与相邻的两个周向梁3的端部固定连接，使周向梁3和周向支撑4连接呈环状体。本实施例中，令：中心台1以及由周向梁3和周向支撑4连接成的环状体呈水平状态。径向梁2、周向梁3和周向支撑4的数量相等，均为三个或均为如图1所示的四个，各径向梁2的结构特性均相同，各周向梁3的结构特性均相同。本实施例中在周向梁3上设有通孔，使应力集中于通孔两侧，具体实施中，周向梁3上的通孔是两个竖直方向上的第一通孔7，两个第一通孔7在周向梁3的两端对称设置。本实施例中给出径向梁2上的通孔如下三种不同的布置形式：图1所示为，在径向梁2的一端设置第二通孔5，另一端设置双通孔6。图2所示为，在径向梁2靠近周向梁3的一端设置第三通孔8，靠近中心台的一端设置第四通孔9，在径向梁2的中部设置第二通孔5。图3所示为，径向梁2上的通孔或为：在径向梁2靠近周向梁3的一端设置第二通孔5，靠近中心台1的一端设置第五通孔10，在径向梁2的中部设置双通孔6。如图1、图2和图3所示的第二通孔5和第五通孔10是贯穿径向梁上表面和下表面的竖向通孔；第三通孔8、第四通孔9和双通孔6是贯穿径向梁两侧面的水平通孔；双通孔6指两只在水平面中并列的通孔，且相互连通。考虑到所测区域的大小以及应变集中，第一通孔7、第二通孔5、第五通孔10可以是一只圆柱孔、一只椭圆柱孔或一只腰型柱孔，或者是两只在竖直面中并列的圆柱通孔相互连通形成的竖向双通孔；第三通孔8和第四通孔9可以是一只圆柱孔、一只椭圆柱孔或一只腰型柱孔，或者是两只在水平面中并列的圆柱通孔相互连通形成的水平双通孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六维力传感器弹性体，其特征是包括中心台(1)、径向梁(2)、周向梁(3)和周向支撑(4)；所述径向梁(2)均匀分布在中心台(1)的周边，径向梁(2)的一端与中心台(1)的周边固联，另一端与周向梁(3)呈“T”型连接，所述周向梁(3)为“T”型的顶部横担，径向梁(2)为“T”型的竖杆段；在所述径向梁(2)上设有通孔，使应力集中于通孔两侧；所述周向梁(3)和周向支撑(4)均匀分布在中心台(1)的外围；并且周向梁(3)与周向支撑(4)一一间隔设置，周向支撑(4)的两端分别与相邻的两个周向梁(3)的端部固定连接，使所述周向梁(3)和周向支撑(4)连接呈环状体；令：所述中心台(1)以及由周向梁(3)和周向支撑(4)连接成的环状体呈水平状态。

【技术特征摘要】
1.一种六维力传感器弹性体，其特征是包括中心台(1)、径向梁(2)、周向梁(3)和周向支撑(4)；所述径向梁(2)均匀分布在中心台(1)的周边，径向梁(2)的一端与中心台(1)的周边固联，另一端与周向梁(3)呈“T”型连接，所述周向梁(3)为“T”型的顶部横担，径向梁(2)为“T”型的竖杆段；在所述径向梁(2)上设有通孔，使应力集中于通孔两侧；所述周向梁(3)和周向支撑(4)均匀分布在中心台(1)的外围；并且周向梁(3)与周向支撑(4)一一间隔设置，周向支撑(4)的两端分别与相邻的两个周向梁(3)的端部固定连接，使所述周向梁(3)和周向支撑(4)连接呈环状体；令：所述中心台(1)以及由周向梁(3)和周向支撑(4)连接成的环状体呈水平状态。2.根据权利要求1所述的六维力传感器弹性体，其特征是：所述径向梁(2)、周向梁(3)和周向支撑(4)的数量相等，均为三个或均为四个。3.根据权利要求1所述的六维力传感器弹性体，其特征是：在所述周向梁(3)上设有通孔，使应力集中于通孔两侧。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，胡珊珊，张素才，陆益民，刘正士，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34