[实用新型]一种用于六维力传感器的内置转换电路

说明书

一种用于六维力传感器的内置转换电路，包括电源转换模块、调理转换模块、数据处理模块、通信接口模块，电源转换模块为调理转换模块、数据处理模块、通信接口模块进行供电，调理转换模块对模拟信号进行转换，数据处理模块对转换后的数字信号进行处理，通信接口模块通过RS422总线与外部上位机进行信息交互，内置转换电路尺寸小、功耗低、精度高，能够实现数据转换及实时解算。

技术领域

本实用新型涉及一种用于六维力传感器的内置转换电路，属于六维力传感器内置转换电路设计领域。

背景技术

六维力传感器是指能够同时检测出空间六维力信息的传感器，即可以实现三个力和三个力矩的同时测量。六维力传感通常与高柔性屏蔽电缆、数据采集系统、控制器等组成测控系统应用于多个行业领域。在工业自动化领域，可应用于精密装配机器人、机械加工机器人、协作机器人等的末端力反馈控制。在科学研究领域，可用于飞行器风洞试验、发动机试车、外科手术机器人等其它不同应用中。

不同应用场合对应用的六维力传感器有着不同的使用要求，以飞行器的风洞试验为例，业内将应用的六维力传感器称为风洞天平，风洞天平作为试验的核心测量单元，通常以杆式结构为主，出于对数据的高精度需求，一般风洞天平均单独配套外置的高精度数据采集系统，实现对信号的调理与模数转换，最终通过线缆将数字信号传输至计算机上，并通过计算机实现对六维载荷的换算。而在工业自动化领域，六维力传感器一般应用于机器人力反馈系统中，力反馈系统再集成于整个机器人的控制系统内。此时应用的六维力传感器一般以轮毂式结构为主，出于模块化的装配需求，一般不允许六维力传感器附带单独的采集系统，这就要求六维力传感器需要实现信号采集和载荷测量的一体化，按照指定的接口直接输出载荷分量。

现有产品无法兼顾内置转换电路高精度与小体积的技术指标，无法满足小体积要求下的内置电路数据采集、载荷计算、数据传输等功能需求。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对目前现有技术中，六维力传感器无法实现信号采集与载荷测量一体化的问题，提出了一种用于六维力传感器的内置转换电路。

本实用新型解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种用于六维力传感器的内置转换电路，包括电源转换模块、调理转换模块、数据处理模块、通信接口模块，其中：

所述调理转换模块输入端与六维力传感器信号采集端口相连，输出端与数据处理模块输入端相连，所述数据处理模块输出端与通信接口模块输入端相连，通信接口模块输入端同时通过RS422总线与外部上位机连接，调理转换模块、数据处理模块、通信接口模块均通过电源转换模块进行供电。

所述电源转换模块将外部供给电源电压转换为数字电源及模拟电源，分别为通信接口模块、调理转换模块供电，所述数字电源电压为3.3V，所述模拟电源电压为3.3V。

所述调理转换模块包括六片24bits单通道采集芯片，通过时钟信号进行同步控制，各单通道采集芯片内均集成有放大器。

所述六维力传感器供电电压与调理转换模块供电电压相同。

所述数据处理模块通过电源模块转换后的数字电源进行供电。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

本实用新型提供的一种用于六维力传感器的内置转换电路，能够在有限空间条件下实现数据采集转换，采用传感器激励电压补偿AD参考电压、电压负反馈调节的方式，减少电压波动对数据采集精度的影响，精度更高，内置转换电路支持RS422协议，可以实现参数的下载、上传，并能够设定电压输出、解耦数据输出、参数设定等多种工作模式，同时可以按照静态校准的参数，对电压数值进行实时解算，输出六分量的力和力矩参数，实现较高的数据传输速率。

附图说明

图1为实用新型提供的电路总体功能框图；