[实用新型]一体式三分量力传感器

说明书

本实用新型涉及传感器设计技术领域，提供一种一体式三分量力传感器，旨在解决传统的方形多维力传感器机械加工安装等工艺比较复杂，传感器测力精度不够准确的问题，包括矩形架，所述矩形架的正面中部竖向对称开设有两个贯通的空腔，且两个空腔将矩形架分割为两个横梁、位于中部的第一支臂和两个位于边缘的第二支臂，横梁上匹配空腔的位置对称设有第三应变梁区；所述第一支臂的上端中部设有安装台阶，第一支臂的两端对称设有第二应变梁区；所述第二支臂的两端对称设有第一应变梁区。本实用新型尤其适用于航空航天、机器人、汽车和医疗研究等领域的多方向受力测量，具有较高的社会使用价值和应用前景。

技术领域

本实用新型涉及传感器设计技术领域，具体涉及一种一体式三分量力传感器。

背景技术

常规的测力传感器是单力，即单维力，传感器受力方向只有一个方向。如果在三维坐标上分别安装一个单维力传感器，即可实现三维力的测量。在实际设计制造时，由于应用要求，很少或根本不允许使用三个独立的单维力传感器去测量三维力，而是在结构上将三个单维力传感器合成一个整体，然后通过结构，电路，软件等处理方式分别算出三个方向的分力，再进行矢量运算，计算分量及其方向。

多维力传感器又称多轴力传感器、三分量力传感器、三向力传感器、多维力传感器。它是基于电阻应变原理，可实时的测量物体在X/Y/Z三个方向上的静态和动态受力情况，采用抗偏载设计，有效减小了三轴互相之间的串扰。该传感器广泛使用于航空航天、机器人、汽车和医疗研究等领域。

传统的方形多维力传感器是由四方形工件和长方形横梁工件两部分组成。工件机械加工安装等工艺比较复杂，传感器测力精度不够准确。

公开号为CN208984267U的专利，公开了一种六分量力传感器，它包括顶部转接件(1)、测量组件(2)、底部转接件(3)，通过三段式连接的传感器结构，保证了对测量组件(2)的保护，避免了外部载荷直接作用在测量组件(2)上，同时也避免了尘土、水滴的溅入，有助于提升传感器的防护等级，通过连接用的螺钉、销钉对载荷的有效传递，能够部分降低外界载荷对测量元件的冲击，提高传感器的使用寿命，但是该装置存在传感器的精度上的偏差及增加生产工艺的难度。为此，我们提出了一种一体式三分量力传感器。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种一体式三分量力传感器，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决传统的方形多维力传感器是由四方形工件和长方形横梁工件两部分组成，工件机械加工安装等工艺比较复杂，传感器测力精度不够准确的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一体式三分量力传感器，包括矩形架，所述矩形架的正面中部竖向对称开设有两个贯通的空腔，且两个空腔将矩形架分割为两个横梁、位于中部的第一支臂和两个位于边缘的第二支臂，横梁上匹配空腔的位置对称设有第三应变梁区；

所述第一支臂的上端中部设有安装台阶，且第一支臂匹配安装台阶位置的下端开设有用于安装PCB板的安装槽，第一支臂的两端对称设有第二应变梁区；

所述第二支臂的两端对称设有第一应变梁区。

进一步的，所述横梁的两个外边缘的对称开设有两个第一凹槽，且横梁上匹配第一凹槽位置开设有前后向贯通的第一贯穿孔，第一凹槽、第一贯穿孔和空腔之间的侧壁形成了用于安装应变计的第三应变梁区。

进一步的，所述第一支臂的两侧对称开设有三个呈川字形前后向贯通的第二贯穿孔，三个第二贯穿孔和空腔之间的侧壁形成了用于安装应变计的第二应变梁区。