[发明专利]一种轴销式三向测力传感器

权利要求书

1.一种轴销式三向测力传感器，其特征在于：包括轴销弹性元件(21)、至少20片单轴应变片(22)组成的应变片组和应变片电桥辅助电路，所述的应变片组为5组，所述的轴销弹性元件(21)上设有轴销弹性凹槽Ⅰ(100)和轴销弹性凹槽Ⅱ(200)，每组应变片安装在同一轴向横截面的具有相同半径的轴销弹性凹槽Ⅰ(100)和轴销弹性凹槽Ⅱ(200)的圆周外表面或内孔表面；

所述的轴销弹性凹槽Ⅰ(100)和轴销弹性凹槽Ⅱ(200)圆周方向均匀分为4个方位；所述的应变片组包括4组径向分力应变片组和1组轴向力应变片组；每个轴销弹性凹槽均布置2组径向分力应变片组，每个径向分力应变片组包括4片应变片并布置在圆周均分的四个方位的对称两个方位，不同方向径向分力的应变片组的方位角相差90度；所述的轴向力应变片组包括4片应变片，均匀布置在轴销弹性凹槽(100)或轴销弹性凹槽(200)的4个方位上，所述的轴向力应变片与轴线成0度；

所述的径向分力应变片组均由4片应变片组成，应变片与轴线成45度或-45度；正、反面各有2片应变片，且对称布置在轴线上下，同面的2片应变片垂直，正面和反面对应的应变片垂直。

2.根据权利要求1所述的轴销式三向测力传感器，其特征在于：所述的轴向力应变片组包括8片应变片，其中4片均匀布置在轴销弹性凹槽(100)或轴销弹性凹槽(200)的4个方位上，所述的轴向力应变片与轴线成0度；另外4片应变片沿轴向均匀布置在轴销弹性元件(21)除轴销弹性凹槽Ⅰ(100)和轴销弹性凹槽Ⅱ(200)以外的部分，对均匀布置在轴销弹性凹槽(100)或轴销弹性凹槽(200)的4个方位上的应变片起到温度补偿作用，称之为温度补偿应变片。

3.根据权利要求1所述的轴销式三向测力传感器，其特征在于：所述的应变片电桥辅助电路包括5组应变片的惠斯通电路，每组径向分力应变片组构成一个惠斯通电桥全桥电路，桥臂只有一个应变片，相同面的应变片在相邻桥臂上，180度对应位置的应变片在相邻桥臂上；所述的轴向力应变片组构成一个惠斯通电桥1/4桥。

4.根据权利要求2所述的轴销式三向测力传感器，其特征在于：所述的应变片电桥辅助电路包括5组应变片的惠斯通电路，每组径向分力应变片组构成一个惠斯通电桥全桥电路，桥臂只有一个应变片，相同面的应变片在相邻桥臂上，180度对应位置的应变片在相邻桥臂上；所述的轴向力应变片组构成一个惠斯通电桥半桥，4片轴向力应变片串联后一起放在单个桥臂上；4片所述的温度补偿应变片串联后放在另一个桥臂上；或所述的轴向力应变片与温度补偿应变片构成一个惠斯通电桥全桥，4片应变片任意分2组，每组应变片串联后分别放在对边桥臂上，4个温度补偿片分2组分别放在相邻桥臂上。

5.根据权利要求1、4任一所述的轴销式三向测力传感器，其特征在于：所述的轴销弹性元件(21)的轴端面(400)设有多个螺纹孔(500)，或轴端处(300)设有一段轴销为螺纹(600)，可通过螺纹连接实现轴向预应力装配。

6.根据权利要求2所述的轴销式三向测力传感器，其特征在于：所述的轴销弹性元件(21)的轴端面(400)设有多个螺纹孔(500)，或轴端处(300)设有一段轴销为螺纹(600)，可通过螺纹连接实现轴向预应力装配。

7.根据权利要求1、4任一所述的轴销式三向测力传感器，其特征在于：所述的轴销弹性元件(21)设有内孔(700)，或轴销圆柱表面(800)沿轴向设有小槽(900)便于辅助电路布线。

8.根据权利要求3所述的轴销式三向测力传感器，其特征在于：所述的轴销弹性元件(21)设有内孔(700)，或轴销圆柱表面(800)沿轴向设有小槽(900)，便于辅助电路布线。