框架式三维力传感器制造技术

本技术涉及三维力传感器领域，提供一种框架式三维力传感器，其包括的框架式弹性体宽度边各对称设有两个第一应变孔，框内壁于第一应变孔对应处设有第一应变片；长度边各对称设有两个第二应变孔和第三应变孔，第二应变孔位于远离长度边中心的位置，框内壁于第二应变孔对应处设有第二应变片；第三应变孔位于靠近长度边的中心位置，框上壁于第三应变孔对应处设有第三应变片。本技术结构简单、成本低，中空设计便于传感器受力端与固定端零部件连接线穿过；三组应变孔互相垂直设置，输出耦合误差小，测量三个维度力的应变孔均为双连孔平行梁传感器结构，传感器线性好。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及三维力传感器领域，尤其涉及一种框架式三维力传感器。

技术介绍

1、力传感器是一种将力的量值转换为相关电信号的器件。它能够检测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量。三维力传感器是一种能够同时测量三维方向上力信息的传感器，通常用于测量物体在三个轴向的力和力矩，以便在多个应用中实现更全面的力学测量和分析。

2、三维力传感器的主要原理是利用应变片作为敏感元件，将力转化为电信号。在三维空间中，力传感器可以同时测量x、y、z三个方向的力和力矩，从而提供完整的力学信息。这种传感器广泛应用于机器人、操作控制、生物医学工程、工业自动化、航空航天等领域。

3、中国专利cn116448306a提出了一种装配式平面三维力/力矩传感器。中国专利cn216433347u提出了一种低串扰大量程三维力传感器。这些现有的三维力传感器虽然可以有效检测三维力，但也存在结构复杂，成本高，传感器耦合误差大，线性差的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在问题中的一个或多个，本技术提供一种框架式三维力传感器，包括：

2、框架式弹性体，包括第一应变孔、第二应变孔和第三应变孔，所述框架式弹性体的两个宽度边各对称设有两个所述第一应变孔，所述第一应变孔上下贯穿两个所述宽度边；

3、所述框架式弹性体的两个长度边各对称设有两个所述第二应变孔和两个所述第三应变孔，所述第二应变孔位于远离所述长度边的中心位置，且上下贯穿两个所述长度边；所述第三应变孔位于靠近所述长度边的中心位置，且内外贯穿两个所述长度边；

4、第一应变片，所述框架式弹性体的两个宽度边内壁于所述第一应变孔相应位置设有所述第一应变片；

5、第二应变片，所述框架式弹性体的两个长度边内壁于所述第二应变孔相应位置设有所述第二应变片；

6、第三应变片，所述框架式弹性体的两个长度边上壁于所述第三应变孔相应位置设有所述第三应变片。

7、根据本技术提供的一种框架式三维力传感器，所述第一应变孔、第二应变孔和第三应变孔的孔形为双连孔，所述第一应变孔、第二应变孔和第三应变孔相互垂直，形成三个维度的平行梁应变孔。

8、根据本技术提供的一种框架式三维力传感器，所述框架式弹性体还包括两个第一凸台和两个第二凸台，所述两个第一凸台分别形成于所述框架式弹性体的两个长度边中部，且向框内侧和上侧凸起；所述两个第二凸台分别形成于所述框架式弹性体的两个宽度边中部，且向框内侧和下侧凸起。

9、根据本技术提供的一种框架式三维力传感器，所述第一凸台设有两个第一固定孔，所述第一固定孔上下贯通且对称设置于所述第一凸台向框内侧凸出的部分；

10、所述第二凸台设有两个第二固定孔，所述第二固定孔上下贯通且对称设置于所述第二凸台向框内侧凸出的部分。

11、根据本技术提供的一种框架式三维力传感器，还包括四条导线和信号处理模块，所述四条导线电阻一致，所述四条导线一端共同连接于所述信号处理模块，另一端分别连接于四个第一应变片、第二应变片、第三应变片中的一种。

12、本技术的上述一个或多个实施例至少具有以下有益效果：

13、本技术提供的框架式三维力传感器，在中空的框架式弹性体上设应变孔，结构简单、成本低廉，同时中空设计便于传感器受力端与固定端零部件连接线穿过；在框架式弹性体上设置应变孔，并且使测量三个维度力的应变孔互相垂直，可以减小输出耦合的误差；此外，测量三个维度力的应变孔均为双连孔平行梁传感器结构，传感器线性好。

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【技术保护点】

1.一种框架式三维力传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的框架式三维力传感器，其特征在于，所述第一应变孔(11)、第二应变孔(12)和第三应变孔(13)的孔形为双连孔，所述第一应变孔(11)、第二应变孔(12)和第三应变孔(13)相互垂直，形成三个维度的平行梁应变孔。

3.根据权利要求1所述的框架式三维力传感器，其特征在于，所述框架式弹性体(10)还包括两个第一凸台(14)和两个第二凸台(15)，所述两个第一凸台(14)分别形成于所述框架式弹性体(10)的两个长度边中部，且向框内侧和上侧凸起；所述两个第二凸台(15)分别形成于所述框架式弹性体(10)的两个宽度边中部，且向框内侧和下侧凸起。

4.根据权利要求3所述的框架式三维力传感器，其特征在于，所述第一凸台(14)设有两个第一固定孔(141)，所述第一固定孔(141)上下贯通且对称设置于所述第一凸台(14)向框内侧凸出的部分；

5.根据权利要求1所述的框架式三维力传感器，其特征在于，还包括四条导线(50)和信号处理模块(60)，所述四条导线(50)电阻一致，所述四条导线50一端共同连接于所述信号处理模块(60)，另一端分别连接于四个第一应变片(20)、第二应变片(30)、第三应变片(40)中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种框架式三维力传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的框架式三维力传感器，其特征在于，所述第一应变孔(11)、第二应变孔(12)和第三应变孔(13)的孔形为双连孔，所述第一应变孔(11)、第二应变孔(12)和第三应变孔(13)相互垂直，形成三个维度的平行梁应变孔。

3.根据权利要求1所述的框架式三维力传感器，其特征在于，所述框架式弹性体(10)还包括两个第一凸台(14)和两个第二凸台(15)，所述两个第一凸台(14)分别形成于所述框架式弹性体(10)的两个长度边中部，且向框内侧和上侧凸起；所述两个第二凸台(15)分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春国，曹鸣皋，周争云，
申请(专利权)人：深圳市力合鑫源智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：