[发明专利]一种多敏感体分区灵敏力传感器

权利要求书

1.一种多敏感体分区灵敏力传感器，包括承载平台(1)，其特征在于，所述承载平台(1)的外周布设有若干组层叠式力感元件，每组层叠式力感元件包括至少两个应变敏感单元，应变敏感单元上安装有应变检测单元(5)；同一组且相邻的应变敏感单元之间成形有第一间隙(8)；随对承载平台(1)加载力的增加，相邻应变敏感单元逐渐相互接触形成叠加阻力。

2.如权利要求1所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述承载平台(1)左右两侧均安装有第一组层叠式力感元件(2)；所述承载平台(1)前后两侧均安装有第二组层叠式力感元件(2-1)；所述第一组层叠式力感元件(2)和第二组层叠式力感元件(2-1)均包括若干水平向应变敏感单元；所述水平向应变敏感单元包括水平圆柱体(3)，水平圆柱体(3)连接有竖向悬臂梁(4)，竖向悬臂梁(4)侧面中部正反两侧均安装有应变检测单元(5)；竖向悬臂梁(4)底部固定在底座(9)上；处于同一组的水平圆柱体(3)相互平行且处于同一水平高度上；相邻水平向应变敏感单元的水平圆柱体(3)之间成形有第一间隙(8)。

3.如权利要求2所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述承载平台(1)为倒四棱台状；所述底座(9)内成形有与承载平台(1)配合的四个斜面(5-1)；竖向悬臂梁(4)底部均固定在斜面(5-1)上。

4.如权利要求3所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述斜面(5-1)的倾斜角度为35--45度。

5.如权利要求2所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，相邻水平向应变敏感单元之间的第一间隙(8)的大小为10μm-800μm。

6.如权利要求2所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述承载平台(1)底部连接有竖向设置的竖向圆柱体(6)，竖向圆柱体(6)底部安装有第三组层叠式力感元件；所述第三组层叠式力感元件包括与竖向圆柱体(6)相连的上应变敏感单元(7)；上应变敏感单元(7)外周与底座(9)相连；竖向圆柱体(6)底部成形有向下凸起的上半球体凸起部(6-1)；上应变敏感单元(7)下方安装有下应变敏感单元(10)，下应变敏感单元(10)中部凸起成形有与上半球体凸起部(6-1)配合的、向上凸起的下半球凸起部(10-1)；下应变敏感单元(10)外周与底座(9)相连，且底部与底座(9)形成第二间隙(81)；上应变敏感单元(7)和下应变敏感单元(10)底面均固定有应变检测单元(5)；上应变敏感单元(7)和下应变敏感单元(10)之间成形有第一间隙(8)。

7.如权利要求6所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述应变检测单元(5)为金属箔式应变片、半导体式应变片或光纤光栅式应变计。

8.如权利要求6所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述上半球体凸起部(6-1)和下半球凸起部(10-1)之间的距离为50μm-400μm。

9.如权利要求1所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述应变敏感单元电连接有三路检测电路，三路检测电路电连接有信号调理电路，信号调理电路电连接有信息解耦系统；所述信号调理电路用于将获取的信号的放大、滤波、整形和限幅；信息解耦系统用于实现多维力信息维间耦合的消除和补偿。

10.如权利要求1所述的多敏感体分区灵敏力传感器，其特征在于，所述信息解耦系统采用基于遗传算法的随机森林算法进行解耦运算。