[发明专利]一种无耦合六维力传感器的组合式标定装置

摘要

一种无耦合六维力传感器的组合式标定装置，属于传感器标定技术领域。本发明为解决现有的六维力传感器标定装置存在体积较大、装配调试困难的问题。组合式标定装置包括Fz方向标定装置；Fx、Fy方向标定装置；Mz方向标定装置；Mx、My方向标定装置，压条压住传感器本体的下板从而将传感器本体固定在底板上。力转接盘通过与传感器本体相连接。杠杆的一端固定在轴承座上，另一端使用钢丝绳悬挂砝码。由杠杆原理，砝码的重量放大之后通过加载杆一加载杆二施加在力转接盘上。利用砝码作为力源，利用杠杆原理和滑轮组实现增力作用。与其他六维力传感器标定装置相比，本发明采用组合式方法以实现不同方向的标定，故体积较小、零件数量少、安装调试简单易行。

主权项

一种无耦合六维力传感器的组合式标定装置，其特征在于：所述组合式标定装置包括Fz方向标定装置(I)；Fx、Fy方向标定装置(II)；Mz方向标定装置(III)；Mx、My方向标定装置(IV)；Fz方向标定装置(I)包括底板(1)、压条(2)、力转接盘(4)、支撑座一(5)、加载杆一(6)、下压板(7)、轴承座(8)、杠杆(9)、上压板(10)、轴承端盖(11)、钢丝绳(13)、法码(14)和芯轴(15)；底板(1)的上端面上固定有支撑座一(5)，支撑座一(5)的前后两端分别安装有轴承座(8)，芯轴(15)的两端通过轴承一(17‑1)、轴承二(17‑2)安装在相应的轴承座(8)上，轴承一(17‑1)、轴承二(17‑2)上分别设有轴承端盖(11)，杠杆(9)与芯轴(15)垂直设置，杠杆(9)的一端安装在芯轴(15)上，法码(14)通过钢丝绳(13)与杠杆(9)的另一端下侧壁连接，杠杆(9)上带有刻度(12)；下压板(7)通过上压板(10)安装在杠杆(9)上，加载杆一(6)的上端与下压板(7)的下端连接，下压板(7)、上压板(10)和加载杆一(6)三者连接在一起并可同时沿杠杆(9)移动，压条(2)用于将六维力传感器本体(3)水平固定底板(1)上，力转接盘(4)与六维力传感器本体(3)相连接，力转接盘(4)与底板(1)平行设置，加载杆一(6)的下端为球形结构并与力转接盘(4)上表面几何中心处的球窝(4‑3‑3)接触；Fx、Fy方向标定装置(II)包括底板(1)、支撑板(9)、力转接盘(4)、支撑座二(18)、加载杆二(20)、下压板(7)、轴承座(8)、杠杆(9)、上压板(10)、轴承端盖(11)、钢丝绳(13)、法码(14)和芯轴(15)；底板(1)的上端面上固定有支撑座二(18)，撑座二(18)的前后两端分别安装有轴承座(8)，芯轴(15)的两端通过轴承一(17‑1)、轴承(17‑2)安装在相应的轴承座(8)上，轴承一(17‑1)、轴承二(17‑2)上分别设有轴承端盖(11)，杠杆(9)与芯轴(15)垂直设置，杠杆(9)的一端安装在芯轴(15)上，法码(14)通过钢丝绳(13)与杠杆(9)的另一端下侧壁连接，杠杆(9)上带有刻度(12)；下压板(7)通过上压板(10)安装在杠杆(9)上，加载杆二(20)的上端与下压板(7)的下端连接，下压板(7)、上压板(10)和加载杆二(20)三者连接在一起并可同时沿杠杆(9)移动，支撑板9立在底板(1)的上端面上并与底板(1)固定，支撑板(9)用于将六维力传感器本体(3)垂直固定底板(1)上，力转接盘(4)与六维力传感器本体(3)相连接，力转接盘(4)与底板(1)垂直设置，加载杆二(20)的下端为球形结构并与力转接盘(4)上的一侧面几何中心处的球窝(4‑3‑1)接触，或与力转接盘(4)上的另一侧面几何中心处的球窝(4‑3‑2)接触；力转接盘(4)上的一侧面和力转接盘(4)上的另一侧面相互垂直； Mz方向标定装置(III)包括底板(1)、压条(2)、力矩转接盘(21)、加载横条二(26)、加载滑轮组件(23)、立柱(24)、导向滑轮组件(25)、钢丝绳(13)和砝码(14)；压条(2)用于将六维力传感器本体(3)水平固定底板(1)上，六维力传感器本体(3)的上端连接力矩转接盘(21)，加载横条二(26)位于力矩转接盘(21)的上方且二者平行设置，力矩转接盘(21)与加载横条二(26)下表面固接，加载横条二(26)的左右两端分别布置载滑轮组件(23)，底板(1)的上端面的两对角处各定有立柱(24)，位于前方的立柱(24)的中部布置有导向滑轮组件(25)，位于后方的立柱(24)的中部也布置有导向滑轮组件(25)，钢丝绳(13)的一端悬挂砝码(14)，钢丝绳(13)依次绕过位于前方的立柱(24)上的导向滑轮组件(25)上的滑轮、位于加载横条二(26)左端的加载滑轮组件(23)上的滑轮、位于加载横条二(26)右端的加载滑轮组件(23)上的滑轮、位于后方的立柱(24)上的导向滑轮组件(25)上的滑轮，钢丝绳(13)另一固定在底板(1)上；加载滑轮组件(23)上的滑轮的轴线与导向滑轮组件(25)上的滑轮的轴线垂直设置；Mx、My方向标定装置(IV)包括底板(1)、压条(2)、力矩转接盘(21)、加载横条一(22)、加载滑轮组件(23)、立柱(24)、导向滑轮组件(25)、钢丝绳(13)和砝码(14)；压条(2)用于将六维力传感器本体(3)水平固定底板(1)上，六维力传感器本体(3)的上端连接力矩转接盘(21)，加载横条一(22)位于力矩转接盘(21)的上方且二者垂直设置，力矩转接盘(21)与加载横条一(22)的下端固接，加载横条一(22)的上下两端分别布置载滑轮组件(23)，底板(1)的上端面的两端各定有立柱(24)，位于左边的立柱(24)的上端布置有导向滑轮组件(25)，位于右边的立柱(24)的下部也布置有导向滑轮组件(25)，钢丝绳(13)的一端悬挂砝码(14)，钢丝绳(13)依次绕过位于左边的立柱(24)上端的导向滑轮组件(25)上的滑轮、位于加载横条一(22)上端的加载滑轮组件(23)上的滑轮、位于加载横条一(22)下端的加载滑轮组件(23)上的滑轮、位于左边的立柱(24)下部的导向滑轮组件(25)上的滑轮，钢丝绳(13)另一固定在底板(1)上；加载滑轮组件(23)上的滑轮的轴线与导向滑轮组件(25)上的滑轮的轴线平行设置。