[发明专利]一种应变集中的六维力传感器布片结构

权利要求书

1.一种应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，包括传力盘、六个弹性连接梁和应变片，所述传力盘包括上传力盘和下传力盘，每个弹性连接梁作为一个测力分支，每个弹性连接梁的两端分别连接所述上传力盘和所述下传力盘，所述弹性连接梁构型为细梁-平面-细梁的结构分布，所述弹性连接梁上下两个细梁的轴线放置于所述平面纵向长度尺寸的中线两侧，所述应变片在所述平面上；

所述六维力传感器布片结构，先通过所述应变片检测出实时监测信号，然后通过与标定数据相对比，计算出各个测力分支上力的大小，最后再通过下面的步骤计算出作用于所述上传力盘的六维力的大小，具体步骤为：

将传感器的六个测力分支逆时针依次标号为第1、2、…、6根测力分支，并记第i根测力分支与所述下传力盘相连接处的柔性铰的中点为A_i，记第i根测力分支与所述上传力盘相连接处的柔性铰的中点为B_i，其中，i为1～6间的某一整数；

以所述下传力盘上某一点O作为原点，建立坐标系{s}；

记其中i表示测力分支的序号，表示以坐标系{s}的原点O作为起点以A_i作为终点的向量；

记其中表示以A_i为起点以B_i为终点的向量；

表示对向量取模；

记τ_i为第i个测力分支上的力，τ_i可根据所述应变片的变形率和材料的物理特性计算得到；

若所述上传力盘上受到的六维力在坐标系{s}中表示为F，其中F为一个6×1的列向量，那么F的大小可通过下式计算得出：

2.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述传力盘与所述弹性连接梁的连接方式为固定连接、可拆卸连接和一体连接中的一种。

3.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述平面由三个面体组成，整体呈工字形。

4.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述平面的厚度小于等于1mm。

5.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述平面纵向长度尺寸与横向宽度尺寸与所述应变片尺寸相适应。

6.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述弹性连接梁上下两个细梁的靠近所述平面纵向长度尺寸中线的两边线间距小于等于1mm。

7.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述细梁与所述平面连接部分长度小于等于所述平面纵向长度尺寸的二分之一。

8.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述平面设置有槽口。

9.如权利要求8所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述应变片采用粘贴的方式固定在所述平面的槽口上。

10.如权利要求1所述的应变集中的六维力传感器布片结构，其特征在于，所述弹性连接梁的上下两个细梁相互错开。