一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器，包括安装座，以及安装于安装座内的传感器座；所述传感器座包括上层结构、与上层结构一体式连接的下层结构，以及位于上层结构上的中间层结构；所述上层结构和中间层结构上还均设有一第一PCB板，且每一第一PCB板上还均安装一第一IMU传感器；所述安装座内还设有第二PCB板，第二PCB板位于传感器座的下方，且第二PCB板上还安装有参考IMU传感器。本实用新型专利技术设计合理、结构简单，可实现6个自由度的线性力和力矩的测量，且组装方便，同时，还可补偿传感器因在运动过程中其自身重力的影响带来的误差，进而提高测量精度，且可在动态环境下使用，实用性强。实用性强。实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器


[0001]本技术涉及传感器
，尤其涉及一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器。

技术介绍

[0002]多轴力和力矩传感器广泛应用于机器人操控、自动化产业及实验中，多轴力矩传感器是一种能够测量多个自由度上的线性力和力矩的器件，可观测6个自由度，但现有的多轴力矩传感器的结构普遍较为复杂，制造成本较高，且不能对其自身重力进行补偿，导致测量精度较低，用户体验度较差。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器，该传感器设计合理、结构简单，可实现6个自由度的线性力和力矩的测量，且组装方便，同时，还可补偿传感器因在运动过程中其自身重力的影响带来的误差，进而提高测量精度，且可在动态环境下使用，实用性强。
[0004]为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0005]一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器，包括安装座，以及安装于安装座内的传感器座；所述传感器座包括上层结构、与上层结构一体式连接的下层结构，以及位于上层结构上的中间层结构；所述上层结构和中间层结构上还均设有一第一PCB板，且每一第一PCB板上还均安装一第一IMU传感器；所述安装座内还设有第二PCB板，第二PCB板位于传感器座的下方，且第二PCB板上还安装有参考IMU传感器。
[0006]进一步地，所述上层结构包括第一固定圈、中心盘；所述第一固定圈的顶部开设有第一通孔，且第一通孔的内壁周向上还间隔设有若干弹性连接梁；所述中心盘位于第一通孔内，且中心盘的周侧经若干弹性连接梁与第一固定圈连接；其中一所述第一PCB板布置于中心盘上。
[0007]进一步地，所述下层结构包括第二固定圈，且第二固定圈的顶部周向上还间隔设有若干弹性支撑部；每一弹性支撑部的顶部还设有一承载部，第一固定圈位于承载部上并与其一体式连接。
[0008]进一步地，所述弹性支撑部呈
‘
X
’
型构造。
[0009]进一步地，所述中间层结构包括布置于第一固定圈内壁上的若干延伸部，另一所述第一PCB板布置于延伸部上。
[0010]进一步地，所述带重力补偿的六轴力和力矩传感器还包括固定板，且固定板上还设有若干限位块；所述固定板布置于若干延伸部上，其中一所述第一PCB板布置于固定板上。
[0011]进一步地，所述安装座包括底座，以及与底座可拆卸式连接的顶盖；所述第二PCB板布置于底座内。
[0012]采用上述方案，本技术的有益效果是：
[0013]该传感器设计合理、结构简单，可实现6个自由度的线性力和力矩的测量，且组装方便，同时，还可补偿传感器因在运动过程中其自身重力的影响带来的误差，进而提高测量精度，且可在动态环境下使用，实用性强。
附图说明
[0014]图1为本技术的爆炸图；
[0015]图2为本技术的传感器座的立体图；
[0016]图3为图2的爆炸图；
[0017]图4为图2的剖视图；
[0018]其中，附图标识说明：
[0019]1—传感器座；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2—上层结构；
[0020]3—下层结构；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4—中间层结构；
[0021]5—第一PCB板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6—第二PCB板；
[0022]7—固定板；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8—底座；
[0023]9—顶盖；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21—第一固定圈；
[0024]22—中心盘；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23—弹性连接梁；
[0025]31—第二固定圈；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
32—弹性支撑部；
[0026]33—承载部；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
61—参考IMU传感器；
[0027]71—限位块。
具体实施方式
[0028]以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。
[0029]参照图1至4所示，本技术提供一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器，包括安装座，以及安装于安装座内的传感器座1；所述传感器座1包括上层结构2、与上层结构2一体式连接的下层结构3，以及位于上层结构2上的中间层结构4；所述上层结构2和中间层结构4上还均设有一第一PCB板5，且每一第一PCB板5上还均安装一第一IMU传感器(图中未示出)；所述安装座内还设有第二PCB板6，第二PCB板6位于传感器座1的下方，且第二PCB板6上还安装有参考IMU传感器61。
[0030]其中，所述上层结构2包括第一固定圈21、中心盘22；所述第一固定圈21的顶部开设有第一通孔，且第一通孔的内壁周向上还间隔设有若干弹性连接梁23；所述中心盘22位于第一通孔内，且中心盘22的周侧经若干弹性连接梁23与第一固定圈21连接；其中一所述第一PCB板5布置于中心盘22上；所述下层结构3包括第二固定圈31，且第二固定圈31的顶部周向上还间隔设有若干弹性支撑部32；每一弹性支撑部32的顶部还设有一承载部33，第一固定圈21位于承载部33上并与其一体式连接。
[0031]所述弹性支撑部32呈
‘
X
’
型构造；所述中间层结构4包括布置于第一固定圈21内壁上的若干延伸部，另一所述第一PCB板5布置于延伸部上；所述带重力补偿的六轴力和力矩传感器还包括固定板7，且固定板7上还设有若干限位块71；所述固定板7布置于若干延伸部上，其中一所述第一PCB板5布置于固定板7上；所述安装座包括底座8，以及与底座8可拆卸
式连接的顶盖9；所述第二PCB板6布置于底座8内。
[0032]本技术工作原理：
[0033]继续参照图1至4所示，本实施例中，该传感器包含了三个IMU传感器，其中两个为九轴IMU传感器，另一个为三轴角速度IMU传感器，每个九轴IMU传感器均包含一个六轴加速度传感器与一个三轴角速度传感器，该六轴力和力矩传感器的六轴力、力矩信息是基于上面的三个IMU传感器的输出值计算得出，此外，该六轴力和力矩传感器可利用IMU传感器对其在运动中因自身重力带来的误差进行自我补偿，可在动态环境下使用，实用性强。
[0034]该六轴力和力矩传感器包括上层结构2、中间层结构4和下层结构3，其中，上层结构2可视为四轴力和力矩传感器，可用于测量M
x
，M
y
，M
z
和F
z
这四个参数，下层结构3可视为三轴力和力矩传感器，用于测量M
x
，M
y
和F
z
这三个参数；上层结构2的设计目的在于使得结构中的中心盘22拥有四自由度的运动，从而允许上层结构2中的中心盘22的纯旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带重力补偿的六轴力和力矩传感器，其特征在于，包括安装座，以及安装于安装座内的传感器座；所述传感器座包括上层结构、与上层结构一体式连接的下层结构，以及位于上层结构上的中间层结构；所述上层结构和中间层结构上还均设有一第一PCB板，且每一第一PCB板上还均安装一第一IMU传感器；所述安装座内还设有第二PCB板，第二PCB板位于传感器座的下方，且第二PCB板上还安装有参考IMU传感器。2.根据权利要求1所述的带重力补偿的六轴力和力矩传感器，其特征在于，所述上层结构包括第一固定圈、中心盘；所述第一固定圈的顶部开设有第一通孔，且第一通孔的内壁周向上还间隔设有若干弹性连接梁；所述中心盘位于第一通孔内，且中心盘的周侧经若干弹性连接梁与第一固定圈连接；其中一所述第一PCB板布置于中心盘上。3.根据权利要求2所述的带重力补偿的六轴力和力矩传感器，其特征在于，所述下层结构包括第二固定圈，且第二固定圈的...

【专利技术属性】
技术研发人员：白仲皖，鱼晨，
申请(专利权)人：华力创科学深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：