[发明专利]基于SPS支链的并联结构六维力测量传感器

说明书

本发明提供了一种基于SPS支链的并联结构六维力测量传感器，包含基座与测力单元；所述基座包含第一平台(2)与第二平台(3)；所述测力单元包含SPS柔性支链(8)与应力测量组件(6)，SPS柔性支链(8)包含依次连接的第一球副(4)、移动副(5)、第二球副(7)，所述应力测量组件(6)安装在移动副(5)上；第一球副(4)、第二球副(7)分别与第一平台(2)、第二平台(3)相连。本发明具有较高的刚度、较高的灵敏度，较小的维间耦合、较好的各向同性以及较好的结构对称性，测量结果更加精确。

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体地，涉及一种基于SPS支链的并联结构六维力测量传感器。

背景技术

六维力传感器在自动化工厂中是最重要的传感器之一，能够检查空间任意力系中的三维正交力及三维正交力矩，具有测力信息丰富、测量精度高等特点，主要应用在力及力-位控制场合。目前，国内外关于六维力传感器研究最主要的应用是在机器人技术上，它是机器人高质量控制和智能化不可缺少的重要传感元件。

六维力传感器作为力传感器研究应用中的技术关键，正日趋发展完善。目前应用较为成熟的六维力传感器采用的结构主要是十字梁结构、半测力环形结构、薄壁圆筒形结构、刻花圆筒形结构、三垂直筋、四垂直筋、八垂直筋，但这些结构的六维传感器不能完全满足六维力传感器的设计要求即足够的刚度、较好的灵敏度、较小的维间耦合、较好的各向同性、结构对称性较好。目前的六维力传感器结构只能满足其中一部分设计要求，很难设计出综合性能较好的传感器结构，导致六维力传感器的应用受到应用环境的限制，需要设计一种对所有应用环境都有较好的适用性，对六维力传感器设计要求都能够较好满足的六维力传感器。

关于六维力传感器的研究，已形成多种专利技术，如专利文献CN106644233A提出了一种具有周向支撑、中心台和径向梁结构的六维力传感器；专利文献CN102840944B提出了一种近奇艺构型的大量程并联六维力传感器；专利文献CN202720078U提出了一种应变式六维力传感器，上述传感器采用十字梁结构，通过改进贴片结构来提高传感器输出精度。目前大部分六维力传感器很难真正实现较小的维间耦合，较好的各向同性，以及保持较大的刚度同时具有较高的灵敏度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于SPS支链的并联结构六维力测量传感器。

根据本发明提供的基于SPS支链的并联结构六维力测量传感器，包含基座与测力单元；所述基座包含第一平台与第二平台；

所述测力单元包含SPS柔性支链与应力测量组件，SPS柔性支链包含依次连接的第一球副、移动副、第二球副，所述应力测量组件安装在移动副上；

第一球副、第二球副分别与第一平台、第二平台相连。

优选地，多个测力单元中包含有横向测力单元与竖向测力单元这两类测力单元；

所述第一平台上设置有横接块，横向测力单元中的第一球副通过横接块间接与第一平台相连；

竖向测力单元中的第一球副直接与第一平台相连。

优选地，所述第二平台包含一体成型或紧固连接的主体部与瓣体，多个所述板体沿主体部周向方向布置；

横向测力单元中的第二球副与竖向测力单元中的第二球副均直接与瓣体相连。

优选地，瓣体、横接块、横向测力单元、竖向测力单元一一对应；

所述瓣体包含在沿周向方向上依次连接的第一外伸面、外弧面、第二外伸面；

横向测力单元的第二球副安装在第二外伸面上；竖向测力单元的第二球副安装在瓣体沿厚度方向两个端面中与第一平台相对的端面上。

优选地，所述第一外伸面与主体部周向端面相切；