[发明专利]一种新型六维力传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种六维力传感器装置，尤其是可实现空间两飞行器在接触、碰撞过程中六维力测量的装置。

背景技术

六维力传感器装置主要应用于力的测量领域，实现两物体在碰撞过程中力的测量。目前，国内、外类似的装置一般比较复杂，存在力的耦合，且无过渡通道，主要应用于地面环境。国外空间环境下用于两飞行器对接过程中六维力的测量装置，为分体式结构，结构复杂、刚度小，而且通用性差，安装调试复杂。针对空间两飞行器在接触、碰撞过程中的测力需要，业界特别希望研发出结构简单且便于安装调试的六维力传感器装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型六维力传感器装置，以使其结构简单且便于安装调试，特别适用于空间两飞行器在接触、碰撞过程中的测力。

为了实现上述目的，本发明提供一种新型六维力传感器装置，包括上平台、下平台、三对安装板，六根螺杆，六个左旋球头、六个右旋球头以及六个感应片，其中：

所述三对安装板中的每一对安装板均包括一上安装板以及一下安装板，在所述上安装板上设有上左旋球窝以及上右旋球窝，在所述下安装板上设有下左旋球窝以及下右旋球窝；所述上左旋球窝中以及所述下左旋球窝中均装有所述左旋球头；所述下右旋球窝中以及所述下右旋球窝中均装入所述右旋球头；且所述左旋球头以及所述右旋球头均通过锁紧装置锁紧固定在安装板内；

在所述上平台上均匀安装固定所述三对安装板中的上安装板，使得所述上安装板上的所述三个左旋球头以及所述三个右旋球头的球心均落在第一圆上，在所述下平台上均匀安装固定所述三对安装板中的下安装板，且所述三对安装板中每对安装板中所述下安装板与其上安装板相对应；使得所述下安装板上的所述三个左旋球头以及所述三个右旋球头的球心均落在第二圆上，且所述第一圆的圆心与所述第二圆的圆心上下对应；且所述上左旋球窝与所述下右旋球窝相对应，所述上右旋球窝与所述下左旋球窝相对应；

在所述三对安装板的每对安装板中均安装有所述六根螺杆中的两根螺杆，所述六根螺杆中每根螺杆的一端为左旋螺纹，另一端为右旋螺纹，且其中间部分没有螺纹，在其没有螺纹处装有一感应片；在所述左旋球头以及所述右旋球头内部均设有用于连接所述螺杆的螺纹孔，在所述上左旋球窝、所述下左旋球窝、所述上右旋球窝以及所述下右旋球窝的底部中心均设有用于穿过所述螺杆的安装孔，且在所述两根螺杆中一根螺杆的一端穿过所述上左旋球窝安装孔并与其中的左旋球头拧紧固定，另一端穿过所述下右旋球窝安装孔并与其中的右旋球头拧紧固定，在所述两根螺杆中的另一根螺杆的一端穿过所述下左旋球窝安装孔并与其中的左旋球头拧紧固定，另一端穿过所述上右旋球窝安装孔并与其中的右旋球头拧紧固定，通过所述六根螺杆的支持，使所述上平台与所述下平台保持平行。

作为优选地，通过六个锁紧螺母分别将所述左旋球头以及所述右旋球封装固定在所述安装板内。 

作为优选地，所述上安装板通过螺钉和垫片固定在所述上平台，所述下安装板通过螺钉和垫片固定在所述下平台。

作为优选地，所述上安装板、所述下安装板、所述上平台以及所述下平台上均设有定位孔，且所述上安装板和上平台之间以及所述下安装板和下平台之间均通过定位销来固定其相对位置。

作为优选地，所述左旋球头以及所述右旋球头与所述锁紧装置固定的一端呈平面状。

本发明由于采用以上技术方案，具有以下的优点和积极效果：

1）本发明提供的一种新型六维力传感器装置，通过压紧螺母将球头封装入安装板，球头中的螺纹与螺杆拧紧固定以及螺钉和垫片来固定安装板使六维传感器装置易安装和调试。

2）本发明提供的一种新型六维力传感器装置，结构简单、通用性强，特别适用于空间两飞行器在接触、碰撞过程中的测力。

3）本发明提供的一种新型六维力传感器装置，通过球铰连接螺杆使螺杆为二力杆，通过感应片测得螺杆形变的趋势来测力，不存在力的耦合。 

附图说明

图1为本发明一种新型六维力传感器装置的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明一种六维力传感器装置上安装板的俯视图；

图4为图3的正视图；

图5为图3的A-A线剖面图；

图6为本发明一种六维力传感器装置下安装板的俯视图；

图7为图6的正视图；

图8为图6的B-B线剖面图；

图9为本发明一种六维力传感器装置中螺杆的示意图；

图10为本发明一种六维力传感器装置中锁紧螺母的示意图；