用于测量大型机械臂大力与小力矩的六维力与力矩传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于测量大型机械臂大力与小力矩的六维力与力矩传感器，包括中心轴、力敏元件、底座和应变片组件，力敏元件固定连接在底座上，中心轴穿过力敏元件和底座，且中心轴与力敏元件过盈配合，应变片组件贴覆在力敏元件上，力敏元件包括四根弹性主梁、四根弹性副梁、呈正八角形的中心轴台、四个固定台、四个主浮动梁和四个副浮动梁，应变片组件包括第一应变片组和第二应变片组，四根弹性主梁中相对的两根弹性主梁上分别贴覆第一应变片组，其余两根弹性主梁上分别贴覆第二应变片组；中心轴与中心轴台的通孔过盈配合。该六维力与力矩传感器可提高对力的测量的刚度，同时对力矩的测量刚度也有小幅提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种六维力与力矩传感器，具体来说，涉及一种用于测量大型机械臂大力与小力矩的六维力与力矩传感器。
技术介绍
多维力与力矩传感器是机电控制系统中一类非常重要的机械量测量传感器，它是保证精密装配、精密操作、精密控制以及人机交互控制的基础元件，也是机器人完成接触性作业任务的保障。随着我国空间探测技术、海洋开发技术以及机器人技术的迅速发展，如空间站对接、空间机械手力控制、工业机器人、水下机器人遥操作等，迫切需要研发各种用途的大量程高精度多维力与力矩传感器。现有的机器人力与力矩传感器主要分为六维和三维两种力与力矩传感器，绝大多数机器人力与力矩传感器的设计集中在六维力与力矩传感器方面，并产生了多项专利技术，具体有“六自由度力与力矩传感器”，“双层预紧式多分支六维力传感器及其结构稳定性分析”，“一种具有弹性铰链的六维力与力矩传感器”，“并联解耦结构六维力与力矩传感器”，“整体预紧平台式六维力传感器”，等。现有的机器人六维力与力矩传感器结构相对复杂、贴片数量和组桥电路多、体积较大、价格高，并且存在着较为严重的维间耦合。基于十字梁弹性体的六维力与力矩传感器是目前使用较广的一种，它主要提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量大型机械臂大力与小力矩的六维力与力矩传感器，其特征在于，该六维力与力矩传感器包括中心轴（1）、力敏元件（2）、底座（3）和应变片组件，力敏元件（2）固定连接在底座（3）上，中心轴（1）穿过力敏元件（2）和底座（3），且中心轴（1）与力敏元件（2）过盈配合，应变片组件贴覆在力敏元件（2）上，其中，所述的力敏元件（2）包括四根弹性主梁（21）、四根弹性副梁（22）、呈正八角形的中心轴台（23）、四个固定台（24）、四个主浮动梁（25）和四个副浮动梁（26），中心轴台（23）的几何中心设有通孔，四个固定台（24）均匀分布在中心轴台（23）周边，主浮动梁（25）固定连接在相邻的两个固定台（...

【技术特征摘要】
1.一种用于测量大型机械臂大力与小力矩的六维力与力矩传感器，其特征在于，该六维力与力矩传感器包括中心轴(I)、力敏元件(2)、底座(3)和应变片组件,力敏元件(2)固定连接在底座(3)上，中心轴(I)穿过力敏元件(2)和底座(3)，且中心轴(I)与力敏元件(2 )过盈配合，应变片组件贴覆在力敏元件(2 )上，其中， 所述的力敏元件(2)包括四根弹性主梁(21)、四根弹性副梁(22)、呈正八角形的中心轴台(23)、四个固定台(24)、四个主浮动梁(25)和四个副浮动梁(26)，中心轴台(23)的几何中心设有通孔，四个固定台(24)均匀分布在中心轴台(23)周边，主浮动梁(25)固定连接在相邻的两个固定台(24)之间，每个副浮动梁(26)固定连接在一个固定台(24)上，且副浮动梁(26 )朝向中心轴台(23 )，副浮动梁(26 )和固定台(24 )之间设有空腔(27 );每根弹性主梁(21)的一端固定连接在中心轴台(23)的侧壁上，每根弹性主梁(21)的另一端固定连接在主浮动梁(25)上，且弹性主梁(21)分别与中心轴台(23)的侧壁和主浮动梁(25)垂直；每根弹性副梁(22)的一端固定连接在中心轴台(23)的侧壁上，每根弹性副梁(22)的另一端固定连接在副浮动梁(26)上，且弹性副梁(22)分别与中心轴台(23)的侧壁和副浮动梁(26)垂直；弹性主梁(21)和弹性副梁(22)交替布置，且相邻的弹性主梁(21)和弹性副梁之间的夹角为45度； 所述的应变片组件包括第一应变片组和第二应变片组，四根弹性主梁(21)中相对的两根弹性主梁(21)上分别贴覆第一应变片...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爱国，陈丹凤，徐宝国，茅晨，武秀秀，潘栋成，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：