一种冗余检测的力传感器及机器人制造技术

本发明专利技术提供一种冗余检测的力传感器及机器人，所述力传感器包括：第一壳体和固定套设于所述第一壳体外周侧的第二壳体，第一壳体设置有第一检测组件，所述第一检测组件包括多个应变片；第二检测组件，包括形成于第二壳体的检测区域以及固定安装于检测区域外侧的检测单元，所述第二检测组件与所述第一检测组件基于不同的原理检测力信息。本申请所提供的方案能够实现力信息的冗余检测，同时，第一壳体和第二壳体套接的结构有利于减小力传感器的轴向长度。向长度。向长度。

【技术实现步骤摘要】
一种冗余检测的力传感器及机器人


[0001]本专利技术属于传感器
，特别是涉及一种冗余检测的力传感器及机器人。

技术介绍

[0002]力传感器是工业中常用的传感器之一，用于检测受力信息，广泛应用于工业控制领域，例如水利水电、生产自控、智能建筑等多个领域。
[0003]对于机器人领域而言，对力传感器的检测提出了更高的要求以保证机器人工作的准确性及可靠性，同时，对于力传感器的体积紧凑、结构小巧也提出了更高的要求，以适应机器人有限的安装空间。
[0004]传统的力传感器多基于应变式的原理，通过应变梁的变形，应变片检测其变化来实现力信息的检测，一方面，应变梁贴片的方式，随着粘贴应变片数量的增多，难以保证应变片粘贴于应变梁敏感受力的部位，从而难以保证检测结果的准确性，同时力传感器的加工工艺也会较为复杂；另一方面，该种方式无法处理应变片检测不灵敏等情况引起的应变片检测结果不准确的情况，难以保证力传感器输出信息的准确性和可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种冗余检测的力传感器及机器人，以解决现有技术中力传感器检测的力信息准确性和可靠性有限，同时结构不够紧凑的问题，本专利技术所提供的力传感器能够冗余的校验力传感器检测结果的准确性，同时可减小力传感器的轴向体积以及简化冗余检测的力传感器的制造工艺。
[0006]为实现上述目标，本专利技术可采用如下技术方案：一种冗余检测的力传感器，包括：第一壳体和固定套设于所述第一壳体外周侧的第二壳体，第一壳体设置有第一检测组件，所述第一检测组件包括多个应变片；第二检测组件，包括形成于第二壳体的检测区域以及固定安装于检测区域外侧的检测单元，所述第二检测组件与所述第一检测组件基于不同的原理检测力信息。
[0007]进一步的，所述检测区域形成于所述第二壳体的外表面，所述检测区域为磁场区域，所述检测单元为磁检测单元。
[0008]进一步的，所述第一壳体包括前段壳体和后段壳体，所述前段壳体和所述后段壳体抵接，或，所述前段壳体和所述后段壳体一体成型。
[0009]进一步的，所述前段壳体包括内圈法兰和外圈法兰，所述后段壳体与所述外圈法兰抵接，或，所述后段壳体与所述外圈法兰一体成型。
[0010]进一步的，所述前段壳体包括连接内圈法兰和外圈法兰的多个应变梁，所述多个应变片分布于所述应变梁。
[0011]进一步的，所述后段壳体包括圆柱形的外表面，所述多个应变片沿所述后段壳体的周向分布。
[0012]进一步的，所述后段壳体形成为空心的法兰轴，所述前段壳体的内圈法兰与谐波
减速器的柔轮连接，所述第二壳体可用作机器人关节的输出法兰轴。
[0013]进一步的，所述力传感器包括设置于第二壳体外侧的第三壳体，所述检测单元固定于所述第三壳体以使得所述检测单元位于所述检测区域外侧。
[0014]进一步的，所述力传感器为用于机器人关节的扭矩传感器。
[0015]本专利技术还可采用如下技术方案：一种机器人，包括底座、连杆以及机器人关节，所述机器人关节可通过输出法兰轴将动力传递至下一个机器人关节，机器人关节包括关节外壳、驱动电机、谐波减速器以及前文中任一项所述的冗余检测的力传感器，所述谐波减速器的柔轮与第一壳体连接，机器人关节的输出法兰轴用作所述力传感器的第二壳体，所述检测单元固定安装于所述关节外壳。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具体实施例的有益效果至少在于：力传感器基于独立工作的第一检测组件和第二检测组件检测力信息，第一检测组件和第二检测组件硬件独立、原理不同，保证对力信息的独立的冗余检测，保证力传感器检测的可靠性和准确性；基于第一壳体和第二壳体套接的结构，且形成为空心的结构，保证力传感器结构的紧凑性，第一壳体和第二壳体实现了受力的正向传递和反向传递，在实现磁致伸缩检测的基础上保证力传感器的轴向体积较小。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一个实施例的力传感器的立体图；
[0018]图2是图1所示的力传感器的剖面图；
[0019]图3是图1所示的力传感器的结构分解图；
[0020]图4是本专利技术另一实施例的力传感器的结构分解图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的技术方案更加清楚明了，下面将结合附图来描述本专利技术的实施例。应当理解的是，对实施方式的具体说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本专利技术，而不是用于穷举本专利技术的所有可行方式，更不是用于限制本专利技术的具体实施范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。
[0022]需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”、“竖向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述或简化描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造、安装及操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]本专利技术保护一种冗余检测的力传感器，参图1，图1示出了本申请一个实施例的力传感器1的立体图，力传感器1包括第一壳体10和第二壳体20，所述第一壳体10设置有第一检测组件以检测力信息，所述第一检测组件包括多个应变片31，所述第一检测组件基于应变式原理检测力信息；所述第二壳体20固定套设于所述第一壳体10的外周侧；力传感器1包括第二检测组件，所述第二检测组件与所述第一检测组件基于不同原理检测力信息，所述第二检测组件包括形成于第二壳体20的检测区域21以及固定安装于检测区域21外侧的检
测单元40，示例性的，所述第一检测组件根据应变式传感器的原理检测力信息，所述第二检测组件根据磁致伸缩传感器的原理检测力信息。第一检测组件和第二检测组件的原理不同，则力传感器1可以基于不同的检测原理对力信息进行冗余检测，第一检测组件和第二检测组件分布的位置不同，则第一检测组件的应变片31和第二检测组件的检测区域21分别可以分布于第一壳体10和第二壳体20的灵敏检测位置，进而提升单通道检测的灵敏度。可理解的，第一检测组件和第二检测组件检测的力信息可以互相校验，仅当第一检测组件和第二检测组件输出的力信息保持一致，或者误差处于允许范围内时，确认力传感器1检测的力信息为准确信息，力传感器1通过冗余地检测力信息，第一检测组件和第二检测组件分布于不同的载体，且第一检测组件和第二检测组件基于不同的检测原理检测力信息，第一检测组件和第二检测组件检测的力信息独立，且检测结果可以相互校验，进而避免其中之一检测组件检测结果不准确影响力传感器1检测的准确性和可靠性。可理解的，力传感器1包括信号处理单元，或者，力传感器1所安装的载体(例如机器人)包括信号处理单元，信号处理单元能够对第一检测组件和第二检测组件检测的力信息进行校验，仅当第一检测组件和第二检测组件检测的力信息一致或误差为可允许范围内时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冗余检测的力传感器，其特征在于，包括：第一壳体和固定套设于所述第一壳体外周侧的第二壳体，第一壳体设置有第一检测组件，所述第一检测组件包括多个应变片；第二检测组件，包括形成于第二壳体的检测区域以及固定安装于检测区域外侧的检测单元，所述第二检测组件与所述第一检测组件基于不同的原理检测力信息。2.根据权利要求1所述的冗余检测的力传感器，其特征在于，所述检测区域形成于所述第二壳体的外表面，所述检测区域为磁场区域，所述检测单元为磁检测单元。3.根据权利要求2所述的冗余检测的力传感器，其特征在于，所述第一壳体包括前段壳体和后段壳体，所述前段壳体和所述后段壳体抵接，或，所述前段壳体和所述后段壳体一体成型。4.根据权利要求3所述的冗余检测的力传感器，其特征在于，所述前段壳体包括内圈法兰和外圈法兰，所述后段壳体与所述外圈法兰抵接，或，所述后段壳体与所述外圈法兰一体成型。5.根据权利要求4所述的冗余检测的力传感器，其特征在于，所述前段壳体包括连接内圈法兰和外圈法兰的多个应变梁，所述多个应变片分布于所述应变梁。6.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周聪，孙恺，
申请(专利权)人：苏州艾利特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：