[发明专利]基于光学原理的多轴力传感器有效

专利信息
申请号: 202011193267.9 申请日: 2020-10-30
公开(公告)号: CN112213009B 公开(公告)日: 2021-12-14
发明(设计)人: 白仲皖 申请(专利权)人: 华力创科学(深圳)有限公司
主分类号: G01L1/24 分类号: G01L1/24;G01L5/16;G01L5/166
代理公司: 深圳市中科创为专利代理有限公司 44384 代理人: 谭雪婷;梁炎芳
地址: 518000 广东省深圳市龙岗区宝*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 基于 光学 原理 多轴力 传感器
【说明书】:

发明公开了一种基于光学原理的多轴力传感器,其包括感测件和堆叠在感测件上侧的封盖件。感测件具有中空设置的外围部和设置于外围部中心位置的承载部,承载部与外围部通过多个均匀分布在承载部外周侧的弹性悬梁部与外围部连接,承载部在外力作用下相对外围部发生偏转或移动。封盖件与承载部之间设置检测承载部相对外围部的偏转量或移动量的第一位移检测器。由此,以提供结构简单,便于制造生产的多轴力传感器。

技术领域

本发明涉及的多轴力传感器的技术领域,特别涉及一种基于光学原理的多轴力传感器。

背景技术

多轴力传感器是一种能够测量多个自由度上的线性力和力矩的器件,最多能够测量6个自由度,即沿X轴、Y轴和Z轴上的线性力(Fx、Fy和Fz)以及每个围绕X轴、Y轴和Z轴旋转的力矩(Mx、My和Mz)。

目前,现有多轴力传感器的结构普遍结构复杂,且制造难度大。如,公开号CN110050179A公开的一种多轴力传感器,该多轴力传感器包括对叠加的环形传感器元件,该环形传感器单元由上元件和下元件形成,上元件和下元件通过弹性安装的连接杆在围绕其圆周的点处连接在一起,连接杆可以在与环相同的平面上延伸。在上元件和下元件内设有检测位移检测电路,该位移检测电路被布置成检测上元件和下元件在待感测的施加例的作用力的偏移或移动。该多轴力传感器的感测原理基于光学传感其测量由外力或力矩引起的偏转位移,将这些偏转作为校准矩阵的输入来估计各个方向的线性力和力矩。

上述的多轴力传感器尽管在结构上作了简化,但结构依旧比较复杂,制造难度大。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明的主要目的是提供一种基于光学原理的多轴力传感器,旨在解决现有多轴力传感器结构复杂、制造难度大的问题。

为实现上述目的,本发明提出的基于光学原理的多轴力传感器,包括感测件和堆叠在所述感测件上侧的封盖件;

所述感测件具有中空设置的外围部和设置于所述外围部中心位置的承载部,所述承载部与所述外围部通过多个均匀分布在所述承载部外周侧的弹性悬梁部与所述外围部连接,所述承载部在外力作用下相对所述外围部发生偏转或移动;

所述封盖件与所述承载部之间设置检测所述承载部相对所述外围部的偏转量或移动量的第一位移检测器。

可选地,所述第一位移检测器包括:

设置于所述封盖件朝向所述承载部一侧的第一反射镜;

设置于所述承载部朝向所述封盖件一侧的第一PCB板,所述第一PCB板上设有多个的上光学传感器,每一所述上光学光感器具有发射光线的发射部和接收所述反射镜反射的光线的接收部。

可选地,所述第一反射镜包括平反射面和两旋转对称设置在所述平反射面外缘的斜反射面,且两所述斜反射面沿X轴设置;

所述上光学传感器包括两沿X轴方向设置第一光学传感器、两沿Y轴方向设置第二光学传感器,以及两相对所述斜反射面设置的第三光学传感器;

所述斜反射面一侧接近所述第三光学传感器的发射部,其另一侧远离所述第三光学传感器的接收部,使所述斜反射面相对向所述第三光学传感器的发射部倾斜。

可选地,所述第一反射镜与所述封盖件之间具有多个以所述第一反射镜的中心为原心均匀分布的第一弹性件;

所述封盖件上设有与所述第一弹性件对应的第一调节件,所述第一调节件依次穿过所述封盖件、第一弹性件,其头部插接在所述第一反射镜上;旋转所述第一调节件以压缩或放松所述第一弹性件,以改变所述第一反射镜相对所述第一PCB板的距离和/或偏转量。

可选地,所述第一弹性件为弹簧、O型圈或者中空橡胶套。

可选地,所述弹性悬梁部成对设置,包括第一悬梁和第二悬梁;

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