[发明专利]超薄六维力传感器及其测量三维力和三维力矩信息的方法

权利要求书

1.一种超薄六维力传感器，包括中间有通孔的传力柱(1)，其特征在于：传力柱(1)外壁上连接有平行的上E型膜片，下E型膜片，所述的上E型膜片上连接有上内环筒与上外环筒，构成上E型膜(4)，所述的上外环筒上分布有安装螺孔作为加载环，所述的上内环筒与上外环筒之间连接有间隔90°排布的薄矩形金属片(21、22、23、24)；所述的下E型膜片上连接有下内环筒与下外环筒，构成下E型膜(5)，所述的下外环筒作为基座。

2.根据权利要求1所述的超薄六维力传感器，其特征在于：所述的安装螺孔与薄矩形金属片(21、22、23、24)位置错开。

3.根据权利要求1所述的超薄六维力传感器，其特征在于：所述传力柱(1)壁厚尺寸应大于上E型膜片、薄矩形金属片(21、22、23、24)厚度尺寸五倍以上。

4.根据权利要求1所述的超薄六维力传感器，其特征在于：所述薄矩形金属片(21、22、23、24)的尺寸完全一致，四片薄矩形片厚度尺寸小于径向尺寸的1/10。

5.根据权利要求1所述的超薄六维力传感器，其特征在于：其材料为硬铝或不锈钢，各部件之间为一整体。

6.根据权利要求1所述的超薄六维力传感器，其特征在于：所述的上E型膜片与下E型膜片，上内环筒与下内环筒，上外环筒与下外环筒结构对称，所述的薄矩形金属片上端低于传力柱、上内环筒、上外环筒的上端面。

7.一种用于六维力传感器同时测量三维力和三维力矩信息的方法，其特征在于：在靠近传力柱外壁及上内环筒内壁的上E型膜片上分别对应贴装有间隔90°排布的应变片R5～R12，所述的位于同一平面上的薄矩形金属片(21、23)的两侧径向面上分别贴装有应变片R1、R2、R3、R4，在靠近传力柱外壁及下内环筒内壁的下E型膜片上分别对应贴装有六对应变片R13～R24，其中R13～R16沿X轴方向粘贴，R17～R20沿Y轴方向粘贴，R21-R24沿与Y轴成45度角的平面的方向粘贴；应变片R1～R4、应变片R5～R8、应变片R9～R11、应变片R13～R16、应变片R17～R20、应变片R21～R24分别构成六组全桥检测电路a、b、c、d、e、f，分别输出六维力信息中Mz、Mx、My、Fx、Fy、Fz信号。

8.根据权利要求7所述的用于六维力传感器同时测量三维力和三维力矩信息的方法，其特征在于：所述的各应变片R1～R24的初始电阻值相等。