一种基于Stewart结构的六维力传感器制造技术

技术编号:46597481 阅读:4 留言:0更新日期:2025-10-10 21:29
本发明专利技术涉及力传感器技术领域,公开一种基于Stewart结构的六维力传感器,包括沿所述第三方向同轴设置且依次间隔叠置的顶盘、中盘及底盘;第一预紧杆;四个平面力敏感杆,其内设有平面力敏感芯体;竖直力敏感杆,其内设有竖直力敏感芯体;四个平面力矩敏感杆,其内设有竖直力敏感芯体;两个竖直单芯敏感杆,其内设有竖直单芯体;平面力敏感芯体、竖直力敏感芯体、第一力矩敏感芯体及竖直单芯体均为芯片式力敏芯体。本发明专利技术公开的基于Stewart结构的六维力传感器,采用芯片式力敏芯体实现了六维力检测,从根本上解决了应变片传感器存在显著的温度漂移、重复性差及长期蠕变等问题,还通过改进结构,消除了多维信号间的交叉干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及力传感器,尤其涉及一种基于stewart结构的六维力传感器。


技术介绍

1、steward结构传感器作为多维力检测领域的经典方案,通过将载荷分配至各传感杆并结合特定结构优化,实现了一定程度的力学解耦,具备刚度高、结构稳定、承载能力强、无误差累积及逆解简便等优势。然而,传统steward结构的多维力传感器,通常为了减小摩擦力矩、避免过零,普遍采用应变片传感器进行检测,一方面,受材料特性与装配的制约,应变片传感器不仅不能完全地消除拉应力带来的输出影响,还存在显著的温度漂移、重复性差及长期蠕变等问题,导致测量精度与长期稳定性受限;另一方面,传统设计的解耦程度有限,且解耦算法复杂度高,难以彻底消除多维信号间的交叉干扰。


技术实现思路

1、基于以上所述,本专利技术的目的在于提供一种基于stewart结构的六维力传感器,采用芯片式力敏芯体实现了六维力检测,不仅从根本上解决了应变片传感器存在显著的温度漂移、重复性差及长期蠕变等问题,还对结构进行了改进,消除了多维信号间的交叉干扰、结构耦合和检测方式的固有缺陷,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于Stewart结构的六维力传感器,其特征在于,限定两两垂直的第一方向、第二方向及第三方向,包括:

2.根据权利要求1所述的基于Stewart结构的六维力传感器,其特征在于,所述竖直力敏感杆包括第一竖直力检测杆和第二竖直力检测杆,所述竖直力敏芯体包括第一竖直力敏子芯体和第二竖直力敏子芯体,所述第一竖直力检测杆的一端与所述顶盘球形连接,另一端与所述第一预紧杆的顶端球形连接,所述第一竖直力检测杆内设有所述第一竖直力敏子芯体,所述第一竖直力敏子芯体用于检测所述第三方向向上的第三作用力;所述第二竖直力检测杆的一端与所述中盘球形连接,另一端与所述底盘球形连接,所述第二竖直力检...

【技术特征摘要】

1.一种基于stewart结构的六维力传感器,其特征在于,限定两两垂直的第一方向、第二方向及第三方向,包括:

2.根据权利要求1所述的基于stewart结构的六维力传感器,其特征在于,所述竖直力敏感杆包括第一竖直力检测杆和第二竖直力检测杆,所述竖直力敏芯体包括第一竖直力敏子芯体和第二竖直力敏子芯体,所述第一竖直力检测杆的一端与所述顶盘球形连接,另一端与所述第一预紧杆的顶端球形连接,所述第一竖直力检测杆内设有所述第一竖直力敏子芯体,所述第一竖直力敏子芯体用于检测所述第三方向向上的第三作用力;所述第二竖直力检测杆的一端与所述中盘球形连接,另一端与所述底盘球形连接,所述第二竖直力检测杆内设有所述第二竖直力敏子芯体,所述第二竖直力敏子芯体用于检测所述第三方向向下的第三作用力。

3.根据权利要求2所述的基于stewart结构的六维力传感器,其特征在于,所述平面力敏感杆、所述平面力矩敏感杆、所述竖直单芯敏感杆、所述第一竖直力检测杆及所述第二竖直力检测杆均为力敏感杆,所述力敏感杆包括第一连接杆和第二连接杆,所述第一连接杆和所述第二连接杆两者中的一个上设有第一安装槽,另一个上设有第一压块,所述第一安装槽的底部固定有所述芯片式力敏芯体,至少部分所述第一压块伸入所述第一安装槽内,且能够沿所述第一安装槽的深度方向移动以挤压或脱离所述芯片式力敏芯体。

4.根据权利要求1所述的基于stewart结构的六维力传感器,其特征在于,所述基于stewart结构的六维力传感器还包括:

5.根据权利要求4所述的基于stewart结构的六维力传感器,其特征在于,所述第一球窝、所述第二球窝、所述第三球窝、所述第四球窝、所述第五球窝及所述第六球窝均为球形槽,所述第一球体、所述第二球体、所述第三球体、所述第四球体、所述第五球体及所述第六球体均为球缺,所述球缺与所述球形槽通过点接触形成球形连接。

6.根据权利要求4所述的基于stewart结构的六维力传感器,其特征在于,所述第一安装凸台上设有第一安装斜面,所述第一安装斜面上设有所述第一球窝,所述第一球窝的深度方向与所述第一安装斜面垂直,所述第二安装凸台上设有第二安装斜面,所述第二安装斜面上...

【专利技术属性】
技术研发人员:柳俊文熊万里张一鸣徐帆史晓晶
申请(专利权)人:南京元感微电子有限公司
类型:发明
国别省市:

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