【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及力传感器设备，尤其涉及一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器。
技术介绍
1、由于器件的小型化，mems(微机电系统)具有功耗低、重量轻、性能高、易于大规模生产和集成的特点，并且具有许多关键应用，例如微机器人、医疗设备和智能便携式电子设备。与宏观世界相比，微操作和微装配中，如果接触力不能可靠地检测和控制，操作中的微观物体很容易被破坏。例如，在微装配过程中，每一步都需要力反馈来保证装配的成功。现有的力传感器的检测可靠性和精度，难以满足微机电系统生产、装配和设备的需要。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了解决微操作和微装配中接触力的检测及控制的问题，本专利技术的实施例提供了一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器。
2、本专利技术的实施例提供一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，包括：
3、外框；
4、传力杆，其竖直设置于所述外框内，且上端延伸出外框；
5、导向机构，其设置于所述外框内且连接所述传力杆，以使所述传力杆仅可沿着竖直方向运动；
6、两刚度调节机构，对称设置于所述传力杆的两侧，每一所述刚度调节机构包括至少一个柔性单元和推块，其中所述柔性单元为柔性材质的波纹型周期梁，所述推块可横向活动的设置于所述外框上，每一所述调节机构的各所述柔性单元一端连接所述传力杆、另一端连接所述推块；
7、应变梁，其为圆弧形，所述应变梁设置于所述外框内且相对所述传力杆对称设置，所述应变梁向上拱起，所述传力杆的下端连接所述应变梁
8、以及应变片，其设置于所述应变梁的下表面。
9、进一步地，所述传力杆的中部设有转接块，两所述刚度调节机构的各所述柔性单元对称设置于所述转接块的两侧。
10、进一步地，每一所述刚度调节机构包括2n个所述柔性单元，n为正整数，其中n个所述柔性单元与所述转接块一侧的上部连接、另n个所述柔性单元与所述转接块一侧的下部连接。
11、进一步地，所述推块的上下两端分别通过至少一个柔性约束板连接所述外框，且所述推块上下两端的所述柔性约束板相对所述推块对称设置。
12、进一步地，所述转接块和所述推块相对同一水平面上下对称设置。
13、进一步地，所述转接块和所述推块均为矩形块。
14、进一步地，所述导向机构包括两柔性导向机构，两所述柔性导向机构对称设置于所述传力杆的两侧，每一所述柔性导向机构包括多个平行设置的柔性导向板，各所述柔性导向板依次连接形成凹字形，所述传力杆的一侧设有柔性连接板，所述柔性连接板插入所述柔性导向机构内部并与所述柔性导向机构连接。
15、进一步地，所述外框、所述传力杆、所述导向机构、两所述刚度调节机构和所述应变梁通过铝合金一体切割制成。
16、进一步地，所述传力杆的上端设有受力板。
17、进一步地，还包括微分头，其用于测量所述推块的位移。
18、本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，通过调节刚度调节机构的柔性单元的伸缩程度来改变受力方向的刚度，从而改变相同受力下应变梁的形变程度，即可实现力传感器量程与精度的调节，如此在微操作和微装配中，可以对不同的条件下的接触力进行精密检测，以及可根据接触力的反馈调整柔性单元的伸缩程度，提高接触力的测量精度，使得测得的接触力与真实的接触力之间的误差减小。
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1.一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述传力杆的中部设有转接块，两所述刚度调节机构的各所述柔性单元对称设置于所述转接块的两侧。
3.如权利要求2所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：每一所述刚度调节机构包括2N个所述柔性单元，N为正整数，其中N个所述柔性单元与所述转接块一侧的上部连接、另N个所述柔性单元与所述转接块一侧的下部连接。
4.如权利要求2或3所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述推块的上下两端分别通过至少一个柔性约束板连接所述外框，且所述推块上下两端的所述柔性约束板相对所述推块对称设置。
5.如权利要求4所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述转接块和所述推块相对同一水平面上下对称设置。
6.如权利要求5所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述转接块和所述推块均为矩形块。
7.如权利要求1所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力
8.如权利要求1所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述外框、所述传力杆、所述导向机构、两所述刚度调节机构和所述应变梁通过铝合金一体切割制成。
9.如权利要求1所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述传力杆的上端设有受力板。
10.如权利要求1所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：还包括微分头，其用于测量所述推块的位移。
...【技术特征摘要】
1.一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述传力杆的中部设有转接块，两所述刚度调节机构的各所述柔性单元对称设置于所述转接块的两侧。
3.如权利要求2所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：每一所述刚度调节机构包括2n个所述柔性单元，n为正整数，其中n个所述柔性单元与所述转接块一侧的上部连接、另n个所述柔性单元与所述转接块一侧的下部连接。
4.如权利要求2或3所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述推块的上下两端分别通过至少一个柔性约束板连接所述外框，且所述推块上下两端的所述柔性约束板相对所述推块对称设置。
5.如权利要求4所述的一种基于柔顺机构的刚度可调的力传感器，其特征在于：所述转接块和所述推块相对同一水平面上下对称设置。
6.如权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘金强，陈枫，张旭东，万乐进，谢文龙，王宇，崔思琦，龙家荣，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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