[发明专利]一种基于液体压强测量的六维力检测装置

说明书

一种基于液体压强测量的六维力检测装置，它涉及一种压力检测装置，它包括传力中轴、内盖板、内支撑架、外盖板、外壳和力传感器；内支撑架中部具有内空心柱和外空心柱，内空心柱和外空心柱间隔布置；传力中轴的外壁沿周向均布有垂直于传力中轴的多个传力轴，外空心柱的内壁上固装有力传感器，伸出导向孔的传力轴的端部与力传感器在轴向上滑动接触；外盖板盖在外壳上，外空心柱外壁固装有向外延伸的隔板，外盖板与隔板之间沿周向均布有四组力传感单元，隔板与外壳底部之间沿周向均布有四组力传感单元，外盖板和外壳分别与力传感器固接，隔板与力传感器接触。本发明结构紧凑，外形可塑能力强，能准确测量单位面积所受力的平均值。

技术领域

本发明涉及一种压力检测装置，特别涉及一种基于液体压强测量的六维力检测装置。

背景技术

目前，六维力传感器主要应用于各种机械臂和机器人种，用于检测与负载或者外部干预者之间的交互力信息，可以实现六个维度下的力与力矩的测量。六维力传感器由于其需要检测维度较多，主要以应变梁和薄膜压力传感器为主。但是这两种方法在紧凑化的环境下，很难实现测量单位面积所受的平均力；而另外一些通过气体或液体管道形式的传感结构，虽然可以实现某方向的压力测量，但是很难具有六维力的检测能力，同时普通的管道形式也很难兼顾量程和精度问题。

发明内容

本发明是为克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑，能准确测量单位面积所受平

均力的基于液体压强测量的六维力检测装置。

本发明的技术方案是：

一种基于液体压强测量的六维力检测装置，它包括传力中轴、内盖板、内支撑架、外盖板、外壳和力传感器；内支撑架中部具有内空心柱和外空心柱，内空心柱和外空心柱间隔布置，传力中轴竖向设置在内空心柱内；内盖板布置在内空心柱上端，且内盖板能相对内支撑架转动，传力中轴相对内盖板能周向转动，且相对内盖板能上下移动，传力中轴与内空心柱的下端之间布置有与二者连接的力传感器，传力中轴与力传感器在周向上相对转动；传力中轴的外壁沿周向均布有垂直于传力中轴的多个传力轴，内空心柱的壁上开有导向孔，传力轴布置在导向孔内并能在导向孔上运动，外空心柱的内壁上固装有力传感器，伸出导向孔的传力轴的端部与力传感器在轴向上滑动接触；外盖板盖在外壳上，外空心柱外壁固装有向外延伸的隔板，外盖板与隔板之间沿周向均布有四组力传感单元，隔板与外壳底部之间沿周向均布有四组力传感单元，外盖板和外壳分别与力传感器固接，隔板与力传感器接触，每组力传感单元由一个以上力传感器组成。

进一步地，力传感器包括由内向外设置的防液层、电阻栅、弹性薄膜层以及传感盖板；防液层、电阻栅和弹性薄膜层均与传感盖板固接，力传感器初始为球形体，传感盖板受力后电阻栅的电阻发生变化。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、由于测量单元为液体压强检测，外形可塑能力强，结构紧凑程度高，可以设置成模块化结构，内置在穿戴设备或者设置在空间较小的机械臂或机器人内部。

2、利用液体压强变化的方式测量，由于液体压强的计算方法是通过表面上受力除以受力面积，所以可以看成液体压强反映的是表面所受的平局值大小，可以精确的测量出单位面积所受力的平均值。

3、可以测量在运动过程中的六个维度的力与力矩信号，由于液体不可压缩特性，本发明还具有量程大的特点。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的六维力检测装置的立体图；

图2为本发明的六维力检测装置的局部剖视图；

图3为本发明的六维力检测装置的半剖视图；

图4为本发明的六维力检测装置的导向孔结构示意图；