[发明专利]一种感知牵引力的圆筒六维力传感器

权利要求书

1.一种感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，包括法兰立柱(1)、圆筒弹性敏感体(2)、电阻应变片和密封件(3)，其中：

所述法兰立柱(1)包括相互连接的法兰和立柱，所述法兰上设置有第一通孔(9)，用于与末端执行器连接，所述立柱的顶端设置有第二通孔(7)，用于与机械臂连接；

所述圆筒弹性敏感体(2)套设在所述法兰立柱(1)的外侧，并通过底座与所述法兰立柱(1)的法兰连接，所述圆筒弹性敏感体(2)采用阶梯状圆筒，其上部为应力敏感区，其下部为外部连接区，所述应力敏感区用于粘贴所述电阻应变片，进而测量其受到的六维牵引力，所述外部连接区上设置有航空插头孔(6)，用于接入电源和输出信号；

所述密封件(3)套设在所述圆筒弹性敏感体(2)的外侧，用于保护所述圆筒弹性敏感体(2)的同时传递作用于该密封件(3)上的六维牵引力，所述密封件(3)的顶端与所述圆筒弹性敏感体(2)的顶端连接。

2.如权利要求1所述的感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，所述应力敏感区包括预设数量的贴片处，每块所述贴片处贴有两个相互垂直的所述电阻应变片。

3.如权利要求1或2所述的感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，所述应力敏感区从上到下依次分为应力敏感A区(11)、应力敏感B区(12)和应力敏感C区(13)，其中所述应力敏感A区(11)和应力敏感C区(13)上设置有均匀分布的四个切槽，并且所述应力敏感A区(11)和应力敏感C区(13)上的切槽交错分布。

4.如权利要求3所述的感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，所述应力敏感A区包括设置在所述切槽之间的4个贴片处，依次记为A1区、A2区、A3区和A4区，规定X方向为所述A2区指向所述A4区的方向，Y方向为所述A3区指向所述A1区的方向，Z方向为竖直向上的方向，其中所述A1区和A3区的电阻应变片组成第一应变片全桥，用于测量X方向的应力Fx，所述A2区和A4区的电阻应变片组成第二应变片全桥，用于测量Y方向的应力Fy。

5.如权利要求4所述的感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，所述应力敏感B区被等分为16个区域，依次记为B1区、B2区、…、B16区，其中贴在所述B2区左侧、B8区右侧、B10区左侧和B16区右侧的电阻应变片组成第三应变片全桥，用于测量X方向的力矩Mx，贴在所述B4区右侧、B6区左侧、B12区右侧和B14区左侧的电阻应变片组成第四应变片全桥，用于测量Y方向的力矩My，贴在所述B2区、B4区、B6区、B8区、B10区、B12区、B14区和B16区同一侧的电阻应变片组成第五应变片全桥，用于测量Z方向的应力Fz。

6.如权利要求5所述的感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，所述应力敏感C区包括设置在所述切槽之间的4个贴片处，依次记为C1区、C2区、C3区和C4区，上述4个贴片处的电阻应变片组成第六应变全桥，用于测量Z方向的力矩Mz。

7.如权利要求6所述的感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，所述感知牵引力的圆筒六维力传感器的应力灵敏度为1με/N，力矩灵敏度为20με/Nm。

8.如权利要求1～7任一项所述的感知牵引力的圆筒六维力传感器，其特征在于，所述圆筒弹性敏感体(2)的外部连接区的内侧设置有绕线槽。