The utility model discloses an elastic body structure of six axis force sensor, including horizontal, vertical elastic elastic beam center beam, the loading axis and the outer ring fixed station, the level of elastic beam is a cruciform structure, horizontal elastic beam consists of four equal branches, one end of the vertical center of elastic beam fixed at the center position of a horizontal elastic beam cross shaped structure, and the cross structure of vertical loading shaft is installed on the other end of the central vertical elastic beam, the outer ring is fixed for a ring-shaped member is sheathed on the outside of the elastic beam, horizontal elastic beams of the four branches of the medial end is fixed on the outer surface of the fixed platform, the horizontal elastic beam the four branches of the S type structure, the level of elastic beam and / or center vertical elastic beam is pasted with strain gauge. The S type structure of the utility model can be used as the flexible link when the force acting in the corresponding direction; the design of the central vertical elastic beam reduces the coupling between the dimensions, thereby simplifying the decoupling algorithm and improving the measuring accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种具有弹性体结构的六维力传感器
本技术属于传感器
,尤其涉及一种具有弹性体结构的六维力传感器。
技术介绍
六维力传感器测量的是笛卡尔坐标系三维空间的三维正交力(Fx,Fy,Fz)和三维正交力矩(Mx,My,Mz),由于其测力信息丰富、测量精度高等特点,主要应用在力及力-位控制场合,如机器人末端执行器,汽车行驶过程轮力检测,轮廓跟踪,精密装配,双手协调等,尤其在航空机器人,宇宙空间站对接仿真等场合发挥了极其重要的作用。十字梁型结构是目前六维力传感器采用最多的一种形式,而电阻应变式测力原理是目前六维力传感器中应用最多的一种。专利CN103528746A中公开了一种十字梁式六维力传感器弹性体,它由四个内梁、四个外梁和四个过载保护梁等组成,可以提高灵敏度,减小维间耦合,但是结构相对复杂。专利CN205333238U中公开了一种结构紧凑的应变式六维力传感器,它包括底座弹性体、十字梁弹性体等,底座弹性体具有一腔体,十字梁弹性体设于腔体内,整体结构较为紧凑。国际上对多维力/力矩传感器的研究热点多在检测原理、方法创新和新型弹性体结构设计等方面。而多维力/力矩传感器特有的维间耦合成为多维力/力矩传感器存在的主要问题,制约着测量精度,从而直接影响后续的力反馈与力控制性能。
技术实现思路
技术目的:为了减小六维力传感器的测量误差,本技术提供一种具有弹性体结构的六维力传感器。技术方案:一种具有弹性体结构的六维力传感器,包括水平弹性梁、中心垂直弹性梁、加载轴及外圈固定台,所述水平弹性梁为十字形结构,水平弹性梁包括四个等长分支,所述中心垂直弹性梁的一端固定在水平弹性梁十字形结构的中心 ...
【技术保护点】
一种具有弹性体结构的六维力传感器,其特征在于,包括水平弹性梁(1)、中心垂直弹性梁(2)、加载轴(3)及外圈固定台(4),所述水平弹性梁(1)为十字形结构,水平弹性梁(1)包括四个等长分支,所述中心垂直弹性梁(2)的一端固定在水平弹性梁(1)十字形结构的中心位置,且与十字形结构所在的面垂直,所述加载轴(3)安装在中心垂直弹性梁(2)的另一端,所述外圈固定台(4)为套设在水平弹性梁(1)外侧的圆环状部件,外圈固定台(4)包括内侧面(41),水平弹性梁(1)的四个分支的末端固定在外圈固定台(4)的内侧面(41)上,水平弹性梁(1)的四个分支的末端均为S型结构,所述水平弹性梁(1)和/或中心垂直弹性梁(2)上还贴覆有应变片。
【技术特征摘要】
1.一种具有弹性体结构的六维力传感器,其特征在于,包括水平弹性梁(1)、中心垂直弹性梁(2)、加载轴(3)及外圈固定台(4),所述水平弹性梁(1)为十字形结构,水平弹性梁(1)包括四个等长分支,所述中心垂直弹性梁(2)的一端固定在水平弹性梁(1)十字形结构的中心位置,且与十字形结构所在的面垂直,所述加载轴(3)安装在中心垂直弹性梁(2)的另一端,所述外圈固定台(4)为套设在水平弹性梁(1)外侧的圆环状部件,外圈固定台(4)包括内侧面(41),水平弹性梁(1)的四个分支的末端固定在外圈固定台(4)的内侧面(41)上,水平弹性梁(1)的四个分支的末端均为S型结构,所述水平弹性梁(1)和/或中心垂直弹性梁(2)上还贴覆有应变片。2.根据权利要求1所述的具有弹性体结构的六维力传感器,其特征在于,所述中心垂直弹性梁(2)和水平弹性梁(1)的四个分支均为横截面是正方形的四棱柱。3.根据权利要求1或2所述的具有弹性体结构的六维力传感器,其特征在于,所述水平弹性梁(1)的四个分支包括两个X向弹性梁分支(11)和两个Y向弹性梁分支(12),两个X向弹性梁分支(11)在一条直线上,两个Y向弹性梁分支(12)在一条直线上,两个X向弹性梁分支(11)上的S型结构的开口方向相同,两个Y向弹性梁分支(12)上的S型结构的开口方向相同且与X向弹性梁分支(11)上的S型结构的开口方向垂直。4.根据权利要求3所述的具有弹性体结构的六维力传感器,其特征在于,所述两个X向弹性梁分支(11)结构完全相同且在对称的位置贴覆有相同的应变片;X向弹性梁分支(11)包括左侧面(111)和右侧面,左侧面(111)的中心轴线上贴覆有第一应变片(01)和第二应变片(02),右侧面上与第一应变片(01)和第二应变片(02)对应的位置分别贴覆有第三应变片和第四应变片;所述两个Y向弹性梁分支结构完全相同且在对称的位置贴覆有相同的应变片;Y向弹性梁分支(12)包括上表面(121)和下表面,上表面(121)的中心轴线上贴覆有第...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋爱国,付立悦,李昂,张培军,张达鑫,
申请(专利权)人:东南大学,江苏天宏机械工业有限公司,
类型:新型
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。