[实用新型]一种柔性机构自解耦六维力传感器

权利要求书

1.一种柔性机构自解耦六维力传感器，包括加载台(1)、固定台(2)、内弹性梁(3)、外弹性梁(4)、柔性铰链(5)和应变片(6)，其特征在于：所述内弹性梁(3)设有四个，四个所述内弹性梁(3)的一端均固定在加载台(1)外侧，且四个内弹性梁(3)在加载台(1)外侧均匀排布，所述外弹性梁(4)设有八个，八个所述外弹性梁(4)每两个一组分别通过柔性铰链(5)连接在四个内弹性梁(3)的另一端，四个所述外弹性梁(4)与内弹性梁(3)相互垂直，所述固定台(2)设有四个，四个所述固定台(2)呈圆周均匀分布，且分别位于相邻的两个外弹性梁(4)之间，四个所述固定台(2)的两端分别通过柔性铰链(5)与其相邻的外弹性梁(4)相连，四个所述内弹性梁(3)上均开有一号双目形通孔(7)，四个所述外弹性梁(4)上均开设二号双目形通孔(8)，所述加载台(1)上开有四个沿圆周方向均匀分布的螺纹孔一(9)，四个所述固定台(2)上均开有两个螺纹孔二(10)，且固定台(2)上的螺纹孔二(10)对称布置，所述加载台(1)上的螺纹孔一(9)和固定台(2)上的螺纹孔二(10)均用于传感器与机械臂或末端待测设备的连接，二十四个所述应变片(6)每四个组成一组惠斯通全桥，共组成六组惠斯通全桥分别用于六维力信息测量。

2.根据权利要求1所述的一种柔性机构自解耦六维力传感器，其特征在于：所述加载台(1)、固定台(2)、内弹性梁(3)、外弹性梁(4)以及柔性铰链(5)共同构成本传感器的一体式弹性体结构，且一体式弹性体结通过一块铝合金材料进行一体加工而成，所述加载台(1)位于弹性体结构中心处。

3.根据权利要求1所述的一种柔性机构自解耦六维力传感器，其特征在于：所述内弹性梁(3)和外弹性梁(4)均在平面内正交布置，四个所述内弹性梁(3)相邻的两个之间的夹角为90度，四个所述内弹性梁(3)呈十字形式布置，四个所述外弹性梁(4)每两个一组垂直分布在所连接的内弹性梁(3)两侧,所述内弹性梁(3)、加载台(1)和固定台(2)的高度相同，所述外弹性梁(4)的高度为内弹性梁(3)高度的一半，所述内弹性梁(3)和外弹性梁(4)宽度相同，所述一号双目形通孔(7)的轴线方向为竖直方向，且一号双目形通孔(7)的长度方向沿所在内弹性梁(3)的轴线方向，所述二号双目形通孔(8)的轴线方向为水平方向，且二号双目形通孔(8)的长度方向沿所在外弹性梁(4)的轴线方向，所述一号双目形通孔(7)与二号双目形通孔(8)的截面形状与尺寸依据柔性机构自解耦六维力传感器的量程进行设定。

4.根据权利要求1所述的一种柔性机构自解耦六维力传感器，其特征在于：所述柔性铰链(5)为圆弧型柔性铰链，且圆弧型柔性铰链的圆弧形通孔的轴线方向沿竖直方向，所述一号双目形通孔(7)、二号双目形通孔(8)和柔性铰链(5)共同构成了柔性机构，所述一号双目形通孔(7)以及二号双目形通孔(8)均为一个单自由度的柔性移动副，所述柔性铰链(5)均为一个单自由度的柔性转动副，且每四个对称布置的柔性铰链(5)构成一个单自由度的柔性移动副，所述柔性铰链(5)包括柔性铰链一(501)、柔性铰链二(502)、柔性铰链三(503)、柔性铰链四(504)、柔性铰链五(505)、柔性铰链六(506)、柔性铰链十七(507)、柔性铰链八(508)、柔性铰链九(509)、柔性铰链十(510)、柔性铰链十一(511)、柔性铰链十二(512)、柔性铰链十三(513)、柔性铰链十四(514)、柔性铰链十五(515)以及柔性铰链十六(516)，所述柔性铰链五(505)、柔性铰链六(506)、柔性铰链十五(515)、柔性铰链十六(516)和柔性铰链十七(507)、柔性铰链八(508)、柔性铰链十三(513)、柔性铰链十四(514)分别构成两个沿X方向的柔性移动副，柔性铰链一(501)、柔性铰链二(502)、柔性铰链十一(511)、柔性铰链十二(512)和柔性铰链三(503)、柔性铰链四(504)、柔性铰链九(509)、柔性铰链十(510)分别构成两个沿Y方向的柔性移动副。