[实用新型]旋转三分力传感器

说明书

本实用新型公开了一种旋转三分力传感器，包括与传动轴同轴布置的壳体，所述的壳体的一端与传动轴连接、另一端与执行机构连接；所述的壳体的内腔设置有X方向应变区、Y方向应变区、Z方向应变区，所述的X方向、Y方向对应传动轴的径向且两者夹角为90°，所述的Z方向对应传动轴的轴向，所述的X方向应变区、Y方向应变区、Z方向应变区皆贴有金属箔式应变片，壳体的内腔设置有与X方向应变区、Y方向应变区、Z方向应变区的金属箔式应变片连接的信号处理电路，所述的信号处理电路与无线发射电路连接。无需信号传输线缆，避免滑环结构的摩擦损耗问题，确保检测传动轴在旋转时的X、Y、Z三方向分力。

技术领域

本实用新型属于三分力测量领域，特别涉及一种旋转三分力传感器。

背景技术

三分力传感器能同时检测三维空间的三个力信息(Fx、Fy、Fz)，目前，三分力传感器在机械臂上的安装方式主要有固定式和滑环式两种，固定式安装不能用于连续旋转的设备，因为传感器的供电和信号传输线缆与传感器的弹性体是直接连接的，线缆在传感器连续旋转时会发生缠绕甚至绷断。因此，大部分机械臂上采用固定式安装的三维力传感器都要留出一段可以活动的线缆，而且传感器的旋转角度只能在360度以内，不能连续旋转。滑环式安装的三分力传感器，在固定式安装的基础上，增加了一个滑环，一定程度上解决了连续旋转时线缆缠绕的问题，但是滑环的定子与转子之间是接触式结构，工作时摩擦损耗较大，也不适合在高转速下长时间使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋转三分力传感器，无需信号传输线缆，避免滑环结构的摩擦损耗问题，确保检测传动轴在旋转时的X、Y、Z三方向分力。

为了实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种旋转三分力传感器，包括与传动轴同轴布置的壳体，所述的壳体的一端与传动轴连接、另一端与执行机构连接；

所述的壳体的内腔设置有X方向应变区、Y方向应变区、Z方向应变区，所述的X方向、Y方向对应传动轴的径向且两者夹角为90°，所述的Z方向对应传动轴的轴向，所述的X方向应变区、Y方向应变区、Z方向应变区皆贴有金属箔式应变片，壳体的内腔设置有与X方向应变区、Y方向应变区、Z方向应变区的金属箔式应变片连接的信号处理电路，所述的信号处理电路与无线发射电路连接。

所述的壳体的内腔中部位置设置有凸圈，所述的凸圈与壳体的内壁连接，所述的壳体的内腔中部位置的中心处设置有圆柱台，所述的凸圈与圆柱台之间设置有连接环板，所述的连接环板的环面均匀开设有通孔，所述的圆柱台的一表面垂直连接有两竖板一，所述的圆柱台的另一表面之外的空间形成用于布置信号处理电路、无线发射电路的安装腔；所述的两竖板一的端部连接有横板，所述的横板的表面垂直连接有两竖板二，所述的两竖板二与两竖板一垂直布置，所述的两竖板二的端部与执行机构连接；所述的凸圈、圆柱台、连接环板与通孔构成Z方向应变区，所述的两竖板一构成Y方向应变区，所述的两竖板二构成X方向应变区。

所述的壳体的一端设置有连接法兰，所述的连接法兰与传动轴连接，所述的两竖板二的端部延伸至壳体的另一端的外侧与连接板垂直连接，所述的连接板与执行机构连接。

所述的信号处理电路包括电桥信号输出电路、信号放大电路；所述的电桥信号输出电路包括分别与X方向应变区、Y方向应变区、Z方向应变区的金属箔式应变片连接的接线端子JP2、JIP3、JP4，所述的接线端子JP2的引脚4、3分别经电阻R3、R5输出X方向IN+信号、X方向IN-信号，所述的电阻R3、R5的输出端还分别连接有电容C3、C4，所述的电容C3、C4共同与地线连接；

所述的接线端子JP3的引脚4、3分别经电阻R7、R9输出Y方向IN+信号、Y方向IN-信号，所述的电阻R7、R9的输出端还分别连接有电容C5、C6，所述的电容C5、C6共同与地线连接；