[实用新型]六分量天平

说明书

本实用新型公开了一种六分量天平，包括基础平台（10）；加载平台（20），与基础平台（10）平行设置，用于放置被测量物体；六根撑杆（30），均设置在所述基础平台（10）和所述加载平台（20）之间，所述撑杆（30）的两端分别与所述基础平台（10）和所述加载平台（20）铰接，所述撑杆（30）上设有一单自由度力传感器（31）和一主动变形补偿作动器（32），所述单自由度力传感器（31）与一反馈信号处理器的输入端连接，所述主动变形补偿作动器（32）与所述反馈信号处理器的输出端连接。该六分量天平通过主动变形补偿作动器（32）补偿，可以保持被测量物体的姿态，有效提高天平的测量灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及力学参数传感装置技术领域，具体涉及一种基于Stewart构型的六分量天平。

背景技术

空间任一广义力在给定的坐标系中一般可分解为六个分量，即沿三个坐标轴的力失分量Fx、Fy和Fz，以及绕三个坐标轴的力矩分量Mx、My和Mz。研究对象上某一点的受力总可在给定坐标系中分解为上述六个分量。六分量天平就是用来同时检测和传感所受力的六个分量，广泛应用于机器人、生物力学、精密装配、工程现场测试等领域。

现有的大多数六分量天平通过单个金属件的不同区域变形程度，以标定的方式给出受力的六个分量。但由于耦合，所以要在灵敏度与刚度之间取舍。如果灵敏度过大，则刚度降低，测量区进入非线性耦合段，被测量物体的姿态将发生改变。现有的六分量天平的灵敏度一般不能太高。因此，如何解决耦合问题，保持被测量物体的姿态，进一步提高测量灵敏度成为本领域亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种六分量天平，以解决现有技术中的六分量天平灵敏度不高的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种六分量天平，包括基础平台；加载平台，与基础平台平行设置，用于放置被测量物体；六根互相独立的撑杆，六根撑杆均设置在基础平台和加载平台之间，撑杆的两端分别与基础平台和加载平台铰接，撑杆上设有一单自由度力传感器和一主动变形补偿作动器，单自由度力传感器与反馈信号处理器的输入端连接，主动变形补偿作动器与反馈信号处理器的输出端连接，反馈信号处理器根据单自由度力传感器的信号确定撑杆的形变量，并驱动主动变形补偿作动器补偿，以保持被测量物体的姿态。

进一步地，单自由度力传感器和主动变形补偿作动器串联连接。

进一步地，六根撑杆线性不相关，且六根撑杆在空间内两两交于一点。

进一步地，六根撑杆在空间内的所有交点位于两个平行平面内，每个平面内包含三个交点。

进一步地，六根撑杆中任意三根不共面，六根撑杆沿基础平台和加载平台的中垂线120°旋转对称。

进一步地，撑杆的两端通过一球铰或虎克铰分别与基础平台和加载平台铰接。

应用本实用新型技术方案的六分量天平，通过在基础平台和加载平台之间铰接设置六根互相独立的撑杆，在每根撑杆上设置单自由度力传感器和主动变形补偿作动器，将单自由度力传感器与反馈信号处理器的输入端连接，将主动变形补偿作动器与反馈信号处理器的输出端连接，通过单自由度力传感器获取力分量信号，反馈信号处理器根据该信号确定撑杆的形变量，并驱动主动变形补偿作动器补偿，以保持被测量物体的姿态。该六分量天平根据六根撑杆的受力情况，可以完全解析地给出变形情况，并给出相应的补偿，通过六根撑杆的数据，可以结算被测量物体所受的力的六个分量，有效提高了六分量天平的灵敏度。

下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的六分量天平的立体示意图。