[实用新型]一种六维力传感器

权利要求书

1.一种六维力传感器，其特征是具有周向支撑(1)、中心台(2)和径向梁(3)；所述径向梁(3)均匀分布在中心台(2)的周边，径向梁(3)的一端与中心台(2)的外侧壁呈“T”形连接，径向梁(3)的另一端与周向支撑(1)的内侧壁呈“T”型连接，在所述径向梁(3)上设有梁通孔，以使应力集中于梁通孔的两侧。

2.根据权利要求1所述六维力传感器，其特征是：所述径向梁(3)共有四只，四只径向梁(3)以中心台(2)的中心为中心，呈“十”字分布。

3.根据权利要求2所述的六维力传感器，其特征是：所述中心台(2)和各径向梁(3)均呈水平状态；以中心台(2)的中心点为坐标原点建立三维坐标系，在所述三维坐标系中，四根径向梁中第一梁(3a)处在X轴正向上，第二梁(3b)处在Y轴正向上，第三梁(3c)处在X轴负向上，第四梁(3d)处在Y轴负向上；Z轴向为竖向。

4.根据权利要求3所述的六维力传感器，其特征是：所述径向梁(3)上有一个竖向通孔和两个水平通孔，布置方式有两种；

方式一：在各径向梁(3)上，处在远离坐标原点的一端设置有竖向径向梁单通孔(4)；处在靠近坐标原点的一端设置有第一水平径向梁通孔(7)，处在第一水平径向梁通孔(7)远离坐标原点的一侧并列有第二水平径向梁通孔(5)，所述第一水平径向梁通孔(7)与第二水平径向梁通孔(5)相互连通形成为水平双通孔；

方式二：在各径向梁(3)上，处在径向梁(3)中间位置上设置有竖向径向梁单通孔(4)；处在靠近坐标原点的一端设置有第一水平径向梁通孔(7)，处在远离坐标原点的一端设置有第二水平径向梁通孔(5)；

所述四只径向梁上第一水平径向梁通孔(7)处在“十”字对称的位置上，四只径向梁上第二水平径向梁通孔(5)亦处在“十”字对称的位置上；四只径向梁上竖向径向梁单通孔(4)亦处在“十”字对称位置上。

5.根据权利要求4所述的六维力传感器，其特征是：在所述径向梁(3)的表面按如下形式分布应变片：

方式一：

应变片R11、R12、R13和R14构成第一惠斯通全桥电路(a)，所述应变片R11、R12、R13和R14用于检测X轴方向上的应变，并以此获得Z轴方向力F_z；其中，应变片R11和R12上下对称地位于第三梁(3c)中对应于第二水平径向梁通孔(5)所在位置上的上表面和下表面；应变片R13和R14上下对称地位于第一梁(3a)中对应于第二水平径向梁通孔(5)所在位置上的上表面和下表面；

应变片R21、R22、R23和R24构成第二惠斯通全桥电路(b)，所述应变片R21、R22、R23 和R24用于检测X轴方向上的应变，并以此获得Y轴方向力矩M_y；其中，应变片R21和R22上下对称地位于第三梁(3c)中对应于第一水平径向梁通孔(7)所在位置上的上表面和下表面；应变片R23和R24上下对称地位于第一梁(3a)中对应于第一水平径向梁通孔(7)所在位置上的上表面和下表面；

应变片R31、R32、R33和R34构成第三惠斯通全桥电路(c)，所述应变片R31、R32、R33和R34用于检测Y轴方向上的应变，并以此获得X轴方向力矩M_x；其中，应变片R31和R32上下对称地位于第二梁(3b)中对应于第一水平径向梁通孔所在位置上的上表面和下表面；应变片R33和R34上下对称地位于第四梁(3d)中对应于第一水平径向梁通孔所在位置上的上表面和下表面；

方式二：

应变片R11、R12、R13和R14构成第一惠斯通全桥电路(a)，所述应变片R11、R12、R13和R14用于检测X轴方向上的应变，并以此获得Z轴方向力F_z；其中，应变片R11和R12上下对称地位于第三梁(3c)中对应于第一水平径向梁通孔(7)所在位置上的上表面和下表面；应变片R13和R14上下对称地位于第一梁(3a)中对应于第一水平径向梁通孔(7)所在位置上的上表面和下表面；

应变片R21、R22、R23和R24构成第二惠斯通全桥电路(b)，所述应变片R21、R22、R23和R24用于检测X轴方向上的应变；并以此获得Y轴方向力矩M_y；其中，应变片R21和R22上下对称地位于第三梁(3c)中对应于第二水平径向梁通孔(5)所在位置上的上表面和下表面；应变片R23和R24上下对称地位于第一梁(3a)中对应于第二水平径向梁通孔(5)所在位置上的上表面和下表面；

应变片R31、R32、R33和R34构成第三惠斯通全桥电路(c)，所述应变片R31、R32、R33和R34用于检测Y轴方向上的应变，并以此获得X轴方向力矩M_x；其中，应变片R31和R32上下对称地位于第二梁(3b)中对应于第二水平径向梁通孔(5)所在位置上的上表面和下表面；应变片R33和R34上下对称地位于第四梁(3d)中对应于第二水平径向梁通孔(5)所在位置上的上表面和下表面。