多轴测力传感器本体制造技术

公开了用于在多个方向上传递力和力矩的测力传感器本体(10；10′)。测力传感器本体(10，10)包括第一构件(20)、第二构件(24)和多个支撑柱对(44，64，84)。第二构件(24)包括多个开口(40，50，70)，其中第一构件(20)的多个部分的一部分延伸到每个开口(40，50，70)中。为第一构件(20)的每个部分和第二构件(24)的相应开口(40，50，70)配置多个支撑柱对(44，64，84)，使得每个支撑柱对(44，64，84)将第一构件(20)的相应部分连接到第二构件(24)。

Multi axis force sensor body

A force sensor body (10; 10 ') for uploading force and torque in a plurality of directions is disclosed. The force sensor body (10, 10) comprises a first member (20), a second member (24), and a plurality of support columns (44, 64, 84). The second member (24) includes a plurality of openings (40, 50, 70), in which a portion of the plurality of parts of the first member (20) extends into each opening (40, 50, 70). A plurality of support columns (44, 64, 84) are arranged for each part of the first component (20) and the corresponding openings (40, 50, 70) of the second component (24), so that each supporting column is connected to the corresponding part of the first component (44) to the component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多轴测力传感器本体
本专利技术涉及一种测力传感器，该测力传感器传递和测量沿着三个正交轴的线性力和关于三个正交轴的力矩。
技术介绍
已知用于确定沿着三个正交轴的力和用于确定关于三个正交轴的力矩的传感器或测力传感器。美国专利4,640,138和4,821,582公开了两种这样的测力传感器。专利4,640,138公开了一种多轴负载敏感的传感器，其具有通过一对轴向间隔开的星型臂连接的内部和外部部件。这些星型臂包括与内部构件一体形成的臂，所述臂通过柔性带连接到外部构件，该柔性带具有带的端部固定到外部构件的纵向连接件。星型臂的臂固定在相关的带的中心。负载根据星型臂上的弯曲而被检测。美国专利4,821,582公开了一种测量沿着三个轴的线性力和关于轴中的两个的力矩的负载传感器。传感器的内部结构和外部结构由负载敏感的星型臂或剪切梁连接。当内部结构沿着与星型臂的平面垂直的轴的方向加载时，星型臂的外端连接到刚性的(stiff)外部连接件上。
技术实现思路
本
技术实现思路
和摘要是为了以简化的形式介绍一些概念的选择，该些概念将在以下详细描述中进一步描述。该
技术实现思路
和摘要并非旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也并非旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助。所要求保护的主题不限于解决
技术介绍
中提到的任何或全部缺点的实施方式。本专利技术的第一方面包括用于在多个方向上传递力和力矩的测力传感器本体。测力传感器本体包括第一构件，测力传感器本体还包括具有多个开口的第二构件，其中第一构件的多个部分的一部分延伸到每个开口中。测力传感器本体还包括用于第一构件的每一部分和第二构件的对应开口的多个支撑柱对，其中每个支撑柱对将第一构件的相应部分连接到第二构件。本专利技术的第二方面包括用于在多个方向上传递力和力矩的测力传感器本体，测力传感器本体包括第一构件，第二构件和多个支撑柱对。第二构件包括第一周边部分和第二周边部分以及从第一周边部分延伸到第二周边部分的腔体。多个支撑柱对将第一构件连接到第二构件。第一构件位于第一周边部分与第二周边部分之间的腔体内。每一对支撑柱的第一支撑柱和第二支撑柱从第一构件向相反的方向延伸。在其进一步的实施例中，系统或方法中可以包括一个或更多个以下特征。可以提供测力传感器本体，使得每一对支撑柱包括将第一构件的第一侧连接到第二构件的第一支撑柱和将第一构件的第二侧连接到第二构件的第二支撑柱。第一构件的第二侧与第一构件的第一侧相反。每个支撑柱对的第一支撑柱和第二支撑柱的纵向轴线沿公共轴线对准。多个支撑柱对包括第一组支撑柱对和第二组支撑柱对，第一组支撑柱对具有彼此平行的相应的公共轴线，第二组支撑柱对具有相应的公共轴线，第二组支撑柱对的公共轴线彼此平行且正交于第一组支撑柱对的公共轴线。在一个实施例中，所述多个支撑柱对包括第三组支撑柱对，所述第三组支撑柱对具有相应的公共轴线，第三组支撑柱对的公共轴线彼此平行且正交于所述第一组支撑柱对的公共轴线，还正交于第二组支撑柱对的公共轴线。第一组支撑柱，第二组支撑柱和第三组支撑柱的公共轴线围绕延伸穿过第一支撑构件的中心的参考轴线以相等的角度间隔设置。第二组支撑柱和第三组支撑柱的每一支撑柱对位于第一组支撑柱对的相邻对之间。在一个实施例中，第一构件包括板。第二构件包括具有刚性的第一周边部分和第二周边部分的结构以及在第一周边部分和第二周边部分之间延伸的至少一个支撑件。该至少一个支撑件可以包括至少三个支撑件。第二构件的每一角部包括一个开口。而且，每个支撑件包括具有与每一角部开口间隔开的开口的壁。第一构件的每个部分包括朝向相反方向的第一侧和第二侧。每个支撑柱对的第一支撑柱从第一构件的每个部分的第一侧延伸并连接到第二构件。每对支柱的第二支撑柱从第一构件的第二侧沿与第一支柱相反的方向延伸并连接到第二构件。支撑柱具有相同的形状，所述第一构件的所述部分的至少一些的相反地面向的表面背离彼此。在另一个实施例中，所述第一构件的所述部分的至少一些的相反地面向的表面面向彼此。由于部件的布置，第一构件，第二构件和多个柱可以是使用标准机械技术由单个单一本体形成的整体组件。附图说明图1是测力传感器的立体图。图2是测力传感器的第二立体图。图3是沿着图1的线3-3截取的测力传感器的截面图。图4是沿着图1的线4-4截取的测力传感器的截面图。图5是测力传感器的侧视图，其他侧是相同的。图6是测力传感器的顶部平面图。图7是测力传感器的底部平面图。图8是一对支撑柱的立体图。图9是测力传感器的第二实施例的立体图。图10是沿着图9的线10-10截取的测力传感器的截面图。具体实施方式图1-7示出了测力传感器10的一个示例性实施例。然而，在描述测力传感器10的其他方面之前，为了解释的目的，相对于静止正交坐标系12测量力和力矩。在示例性坐标系中，Y轴14延伸穿过测力传感器10。Z轴16垂直于Y轴14，X轴18与Y轴14和Z轴16相互垂直。参照图1-3，测力传感器10包括第一构件20，该第一构件20通过多个柱22(下面将更详细地描述)连接到第二构件24。当装备有合适的传感装置时，测力传感器本体10感测多达六个自由度的力和力矩。在通用的实施方式中，当被多个柱22支撑在第二构件24上的第一构件20相对于第二构件24移动时，第二构件24接触地或以其他方式相对于该组轴12固定。然而，这只是一种实施方式，如果需要的话，第一构件20可以相对于该组轴12固定，而第二构件24相对于该组轴12移动。第二构件24包括多个开口40，第一构件20的两个以上的部分延伸穿过开口40，从而一对柱44将第一构件20的每个部分连接到第二构件24，柱44接合到大致彼此面对的第一构件20的两个以上的部分和第二构件24，并在在大致彼此面对的第一构件20的两个以上的部分和第二构件24之间延伸。第二构件24呈具有刚性的第一周边部分30和刚性的第二周边部分32以及从第一周边部分30延伸到第二周边部分32的腔体31的框架或笼子的形状。多个支撑件34将第一周边部分30刚性地连接到第二周边部分32。多个支撑件32可被认为是具有开口的壁。尽管在特别优选的实施例中，所述部分或部件30，32和34可以被制造为一个或更多个单独的元件，但是包括部件30，32和34的第二构件24由单个整体本体形成为彼此一体。第一构件20设置在腔体31中并与第二构件24的内表面间隔开。多个柱22将第一构件20连接到第二构件24，但允许第一构件24在腔体31内的自由移动。如上所述，第一构件20可具有在第二构件24的开口内延伸的部分。如图3所示，这里的第一构件20大致是具有相反的平坦表面20A和20B的刚性板。如果需要，可以设置一个或更多个穿过第一构件20的开口，以使得第一构件20能够连接到一本体(未示出)。在所示的实施例中，示出了单个中心开口38，并且单个中心开口38延伸穿过第一构件20，但是，这不应该被视为限制。延伸进入到第二构件24的开口中的第一构件20的两个以上的部分大致可以被划分为三组。在40处标识第一组开口。这些开口大致限定第一刚性周边30和第二刚性周边32之间的空间。第一构件20的部分42延伸到每个开口40中。一对支撑柱44将部分42连接到第一周边部分30和第二周边部分32中的每一个。支撑柱44A和44B在彼此背离侧接合到部分42。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多个方向上传递力和力矩的测力传感器本体(10；10`)，所述测力传感器本体(10；10`)包括：第一构件(20)；第二构件(24)，所述第二构件具有多个开口(40，50，70)，其中第一构件(20)的多个部分中的一部分延伸到每个开口(40，50，70)中；以及多个支撑柱对(44，64，84)，所述多个支撑柱对(44，64，84)用于所述第一构件(20)的每个部分和所述第二构件(24)的对应开口(40，50，70)，每个支撑柱对(44，64，84)将所述第一构件的相应部分连接到所述第二构件(24)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.08 US 62/158,6581.一种用于在多个方向上传递力和力矩的测力传感器本体(10；10`)，所述测力传感器本体(10；10`)包括：第一构件(20)；第二构件(24)，所述第二构件具有多个开口(40，50，70)，其中第一构件(20)的多个部分中的一部分延伸到每个开口(40，50，70)中；以及多个支撑柱对(44，64，84)，所述多个支撑柱对(44，64，84)用于所述第一构件(20)的每个部分和所述第二构件(24)的对应开口(40，50，70)，每个支撑柱对(44，64，84)将所述第一构件的相应部分连接到所述第二构件(24)。2.一种用于在多个方向上传递力和力矩的测力传感器本体(10；10`)，所述测力传感器本体(10；10`)包括：第一构件(20)；第二构件(24)；以及多个支撑柱对(44，64，84)，所述多个支撑柱对(44，64，84)将所述第一构件(20)连接到所述第二构件(24)，每个支撑柱对(44，64，84)包括将所述第一构件(20)的第一侧连接到所述第二构件(24)的第一支撑柱(44A，64A，84A)和将所述第一构件(20)的第二侧连接到所述第二构件(24)的第二支撑柱(44B，64B，84B)，所述第一构件(20)的第二侧与所述第一构件(20)的第一侧相反。3.一种用于在多个方向上传递力和力矩的测力传感器本体(10；10`)，所述测力传感器本体(10；10`)包括：第一构件(20)；第二构件(24)，所述第二构件(24)具有第一周边部分(30)和第二周边部分(32)以及从所述第一周边部分(30)延伸到所述第二周边部分(32)的腔体(31)；以及多个支撑柱对(44，64，84)，所述多个支撑柱对(44，64，84)将所述第一构件(20)连接到所述第二构件(24)，其中第一构件(20)设置在所述第一周边部分(30)和第二周边部分(32)之间的所述腔体(32)中，并且其中每个支撑柱对(44，64，84)的支撑柱(44，64，84)从第一构件(20)沿相反的方向延伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的测力传感器本体(10；10′)，其中，每个支撑柱对(44，64，84)的第一支撑柱(44A，64A，84A)和所述第二支撑柱(44B，64B，84B)的纵向轴线沿公共轴线对准。5.如权利要求4所述的测力传感器本体(10；10′)，其中所述多个支撑柱对包括：第一组支撑柱对(44，64，84)，所述第一组支撑柱对(44，64，84)具有相应的彼此平行的公共轴线，以及第二组支撑柱对(64，84)，所述第二组支撑柱对(64，84)具有相应的公共轴线，该公共轴线彼此平行且正交于所述第一组支撑柱对(44)的公共轴线。6.根据权利要求5所述的测力传感器本体，其中所述多个支撑柱对包括：第三组支撑柱对(44，64，84)，所述第三组支撑柱对(44，64，84)具有相应的公共轴线，该公共轴线彼此平行且正交于所述第一组支撑柱对(44)的公共轴线并且正交于所述第二组支撑柱对(64)的公共...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·A·迈耶，尼克拉斯·戴文·拉穆瑞，赖利·奥古斯特·罗戈兹克，兰德尔·L·詹尼哥斯，
申请(专利权)人：MTS系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US