[实用新型]多分量力和力矩传感器

说明书

本实用新型涉及传感器技术。

在直角坐标系中，力和力矩各有三个分量，共计有六个力和力矩分量。一个传感器能够同时测量二个以上力和力矩分量的称为多分量力和力矩传感器，能够同时测量六个分量的是其最全面的形式。

混合型多分量力和力矩传感器，指的是一种能够同时测量直角坐标系中力的三个分量和力矩的三个分量，共计六个分量的传感器，也可以只测三到五个力和力矩分量。

已有的六分量力和力矩传感器大都结构复杂，加工因难，虽有少数传感器结构不太复杂的，但灵敏度低，因而缺乏实际应用价值。

本实用新型的目的，就是提供一种结构简单合理，加工方便，灵敏度高的多分量力和力矩传感器。

下面结合附图，对本实用新型作详细说明。

附图1是本实用新型的结构图，图中；

1、传感器圆盘；2、传感器柱体；3、4、6、孔；6、基座；7、圆盘外周；8、圆盘薄壁；9、圆盘中心

本实用新型的结构如附图1所示：在基座(6)上是传感器柱体(2)，在传感器柱体(2)上是传感器圆盘(1)；传感器圆盘(1)的中间部分是圆盘薄壁(8)，中心是圆盘中心(9)，边缘是圆盘外周(7)；圆盘中心(9)与传感器柱体(2)相连；传感器柱体(2)上开有孔(3)、(4)、(5)。

在本实用新型圆盘薄壁(8)上，以及孔(3)、(4)、(5)的薄壁上其贴有3～6组应变片，构成3～6维力和力矩传感器。

使用时，本实用新型的圆盘外周(7)刚性较大，作为受力端可以在上面打孔与外部加力部件连接。当圆盘外周(7)受力时，力和力矩使圆盘薄壁(8)发生应变。圆盘薄壁(8)上贴应变片，根据贴片位置和组桥方式的不同，可以测量力和力矩的三个分量，即F_x，M_x和M_y；在传感器柱体(2)上三个孔(3)、(4)、(5)的两侧壁薄，亦是应变部分，在每个孔的二边薄壁上贴有应变片。孔(3)的二壁应变桥路用来测量M_x；孔(4)二壁的应变桥路用来测量F_y；孔(5)二壁的应变桥路用来测量F_x；基座(7)用于安装传感器。

本实用新型的灵敏度可以用设计和加工不同的薄壁厚度来加以调整，框形结构对于非敏感方向的力和力矩具有很好的刚度，因此本实用新型不仅灵敏度高，刚性好，动态响应好，且加工简单易行。

本实用新型的结构，不仅可以作为小型的力传感器，而且可以作为中等和较大力量程的传感器，并且在后一种应用中还可以充分利用外周轮廓和柱体间的空隙安排电路板，有利于实现机电一体化。

总之，本实用新型克服了已有技术的不足，结构简单，加工方便，有很广的应用前景。