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容错式大量程并联六维力传感器制造技术

技术编号:8189909 阅读:219 留言:0更新日期:2013-01-10 01:07
一种容错式大量程并联六维力传感器,主要包括外固定环、内测力环、六个以上检测分支以及三个或四个承载分支。其中内测力环和外固定环与分支轴线垂直的平面包络而成环形多面体,内测力环的内表面设有螺纹,外固定环上表面设有若干通孔,通过螺栓可以与外界载荷联接。承载分支为大刚度梁,其两端分别与内测力环的外侧和外固定环的内侧固连,检测分支每两个一组设在承载分支之间,其两端通过弹性球铰与内测力环的外侧和外固定环的内侧相连,每个检测分支的中部贴有应变片。上述传感器可以是一体式或装配式结构。本发明专利技术结构可靠、刚度高、量程大、具有容错性能,可广泛应用于航空航天、军事、核工业、机器人、汽车六维轮力测量等多种需要大量程、高可靠性传感器的六维力测量环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种力传感器,特别是涉及一种并联结构六维力传感器。
技术介绍
六维力传感器能够同时测量三个力分量和三个力矩分量,作为六分量测力技术的必要实现工具,可用于监测方向和大小不断变化的力、测量加速度或惯性力、实现力和力/位的控制等。大量程、高精度、高可靠性六维力传感器的研究是世界各国争先研究的难度较大、挑战性较高的课题。在六维力传感器研究中,其中的关键核心问题之一是力敏感元件的结构设计,力敏感元件的结构决定着传感器的刚度、灵敏度、分辨率、量程、动态性能和可靠性等关键因素。截至目前人们提出和应用的六维力传感器结构主要有三垂直筋、四垂直筋和八垂直筋 竖梁结构,非对称平面三梁结构,平面十字梁结构,双环形复合梁结构,圆筒结构等。以上所列举的传感器结构,皆为一体化结构,有一共同特点,就是应变桥的输出信号与每个力/力矩分量有关,即测量力信号与应变桥的输出信号耦合,设计时确定应变片不同的贴片方式达到从理论上消除各个分力之间的干扰,以实现力的解耦。这种贴片解耦一般建立在假设已知所受力的大小和方向条件上的,当换成其它的力作用环境,贴片位置的应力发生了变化,即整体不再解耦,所以这种弹性体的设计存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容错式大量程并联结构六维力传感器,主要包括外固定环、内测力环、六个以上检测分支以及三个或四个承载分支,其特征在于:该传感器为一体式结构,其内测力环和外固定环与分支轴线垂直的平面包络而成环形多面体,内测力环的内表面设有螺纹,外固定环上设有若干通孔,承载分支为大刚度梁,其两端分别与内测力环的外侧和外固定环的内侧固连,检测分支每两个一组设在承载分支之间,其两端通过弹性球铰与内测力环的外侧和外固定环的内侧相连,每个检测分支的中部贴有应变片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:姚建涛朱佳龙许允斗赵永生
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:

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