[发明专利]多轴力感测装置

说明书

本发明公开一种多轴力感测装置，包括中央部、外环部及沿着轴线的轴向配置的至少一感测部。感测部包括第一元件、第二元件、至少一第一应变规及至少一第二应变规。第一元件连接第二元件，且第一元件的第一断面连接中央部，而第二元件的第二断面连接外环部。第一断面的法向量与轴线平行，且轴线通过第一断面的质心。当第一断面承受沿轴向的力量时，第一元件的第一感测区沿轴向的第一应变小于第二元件的第二感测区沿轴向的第二应变。当第一断面承受相对于轴线的第一力矩时，第一感测区相对于轴线的第一扭转角度大于第二感测区相对于轴线的第二扭转角度。

技术领域

本发明涉及一种感测装置，且特别是涉及一种多轴力感测装置。

背景技术

目前于市场上导入机械手臂是必然的趋势，其目的在于实现工业4.0及智能制造。为了提升机械手臂力道/扭力检测、回馈调整等功能，多轴力感测器是机械手臂智能化不可或缺的关键。现今的多轴力感测器大都是平面式，意即所有的感测器都放置在同一平面，所以施加轴向力与扭力于一轴向时，容易与其他轴向产生相互影响(crosstalk)，进而导致多轴力感测器的感测准确度降低。因此，如何降低轴向力与扭力对其他轴向力测量的相互影响已成为多轴感测器亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多轴力感测装置，可降低轴向力对力矩测量的影响，以及降低力矩对轴向力测量的影响。

本发明的多轴力感测装置，其包括中央部、外环部以及至少一感测部。中央部包括多个贯穿孔，而外环部环绕中央部且通过至少一支撑元件连接中央部。感测部沿着轴线的轴向配置，且包括第一元件、第二元件、至少一第一应变规以及至少一第二应变规。第一元件包括第一感测区以及第一断面。第二元件包括第二感测区以及第二断面。第一元件连接第二元件，而第一断面连接中央部，且第二断面连接外环部。第一断面的法向量与轴线平行，且轴线通过第一断面的质心。第一应变规设置于第一感测区，而第二应变规设置于第二感测区。当第一断面承受沿轴向的力量时，第一感测区沿轴向的第一应变小于第二感测区沿轴向的第二应变。当第一断面承受相对于轴线的第一力矩时，第一感测区相对于轴线的第一扭转角度大于第二感测区相对于轴线的第二扭转角度。

本发明的多轴力感测装置，其包括中央部、外环部以及至少一感测部。中央部包括多个贯穿孔。外环部环绕中央部且通过至少一支撑元件连接中央部。感测部沿着轴线的轴向配置，且包括第一元件、第二元件、第三元件、至少一第一应变规以及至少一第二应变规。第一元件包括第一感测区以及第一断面。第二元件包括第二感测区以及第二断面。第一断面连接中央部，而第二断面连接外环部。第一断面的法向量与轴线平行，而轴线通过第一断面的质心。第一元件借着第三元件与第二元件连接。第一应变规设置于第一感测区，而第二应变规设置于第二感测区。当第一断面承受沿轴向的力量时，第一感测区沿轴向的第一应变小于第二感测区沿轴向的第二应变。当第一断面承受相对于轴线的第一力矩时，第三元件使第二元件承受的第二力矩小于第一力矩，致使第一感测区相对于轴线的第一扭转角度大于第二感测区相对于轴线的第二扭转角度。

本发明的多轴力感测装置，其包括中央部、外环部以及至少一感测部。中央部包括多个贯穿孔。外环部环绕中央部且通过至少一支撑元件连接中央部。感测部沿着轴线的轴向配置，且包括第一元件、第二元件、第三元件、至少一第一应变规以及至少一第二应变规。第一元件包括第一感测区以及第一断面。第二元件包括第二感测区以及第二断面。第一元件的第一长度小于第二元件的第二长度。第一断面连接中央部，而第二断面连接外环部。第一断面的法向量与轴线平行，且轴线通过第一断面的质心。第一元件借着第三元件与第二元件连接。第一应变规设置于第一感测区，而第二应变规设置于第二感测区。当第一断面承受沿轴向的力量时，第一感测区沿轴向的第一应变小于第二感测区沿轴向的第二应变。当第一断面承受相对于轴线的第一力矩时，第三元件使第二元件承受的第二力矩小于第一力矩，致使第一感测区相对于轴线的第一扭转角度大于第二感测区相对于轴线的第二扭转角度。第一感测区包括第一横切面，而第二感测区包括第二横切面。第一横切面及第二横切面的法向量都平行于轴向，且第一横切面的第一面积大于第二横切面的第二面积。第一横切面的第一面积惯性矩小于第二横切面的第二面积惯性矩。