[发明专利]多轴向力-扭矩传感器

权利要求书

1. 一种具有换能器结构的多轴向力-扭矩传感器，应变量计置于限定的区域中以测量应变，根据所述应变来计算力和扭矩，以及其中，所述换能器结构有利地由用辐条连接的两个同心环构成，

其特征在于，

所述换能器结构是平面式机械结构，并且所有应变量计被以测量非径向应变分量的方式应用到所述换能器结构的同一表面上。

2. 根据权利要求1所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，所述换能器结构是由用不沿径向对称的3个辐条连接的两个同心环构成的平面式结构。

3. 根据权利要求1所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，属于具有沿径向对称的辐条的所述换能器结构的所述应变量计被以非并排而是沿横向或成某个角度的方式应用到所述辐条上。

4. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，测量沿着所述辐条的剪切应变。

5. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，提供至少6个应变量计来测量所有3个力和3个扭矩分量。

6. 根据前述权利要求1至4中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，通过将所述应变量计置于偏离辐条轴线的位置上来获得要求的不对称。

7. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，所述换能器结构具有均匀的、相当有限的厚度，其中仅必须加工出轮廓。

8. 根据权利要求7所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，提供钢或铝作为所述换能器结构的适当的片材材料。

9. 根据前述权利要求7或8中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，通过低成本激光或水射流切割或通过冲孔来提供所述换能器结构的制造。

10. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，所述辐条的轴线不必穿过所述换能器的中心。

11. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，对于全部6轴线测量，所述辐条轴线相对于径向方向倾斜，从而导致有非对称结构。

12. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，倾斜角度在0°(径向)和90°(切向)之间变化，优选在30°和60°之间变化。

13. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，通过改变辐条宽度和整个换能器厚度来定制对不同的方向上的力和扭矩的敏感度。

14. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，所述辐条的宽度能够在长度上有所变化，而所述结构的厚度优选是恒定的。

15. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，应变量计的数量最少是每个辐条有两个，它们具有限定的径向距离和周向距离。

16. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，应变量计应用到片材结构的两个表面上和/或环结构上。

17. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，使用了非径向辐条(换能器不对称)，在所述辐条上具有轴向应变量计。

18. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，作为箔应变量计，或半导体应变量计或薄膜溅射应变量计，或优选半导体应变量计来提供应变量计。

19. 根据前述权利要求1至17中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，也能够应用备选应变测量装置，例如压电阻材料，或光学读出器，或磁致伸缩材料。

20. 根据前述权利要求中的一项所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，所述应变量计预先组装在包括具有电连接的完整配线的载体箔上。

21. 根据权利要求20所述的多轴向力-扭矩传感器，其特征在于，也包括用于功率供应和/或放大的电子构件。