[发明专利]一种应变式高频响固定式四分量铣削力传感器

摘要

一种应变式高频响固定式四分量铣削力传感器，传感器为一个整体结构零件，传感器采用支撑梁加变形梁的复合结构设计，传感器以竖直中心轴四面对称，且每面又以该面内的竖直对称轴左右镜像对称，传感器包括载物平台、复合梁、固定底座三部分，载物平台通过复合梁连接在固定底座上，复合梁共四组，每组由一个侧边连接台、一对支撑变形梁以及一对水平变形梁组成，在各组支撑变形梁的内壁贴装第一金属电阻应变片，在各组水平变形梁外壁贴装第二金属电阻应变片，本发明提高测力仪的动态特性，实现对铣台水平X、Y方向和竖直Z方向受力的精确测量，间接获得铣台三维方向受力以及所承受的主轴扭矩的大小。

主权项

一种应变式高频响固定式四分量铣削力传感器，其特征在于：传感器（2）为一个整体结构零件，被加工工件（1）通过夹具固定在传感器（2）上，传感器（2）固定于铣台（3）上；所述传感器（2）采用支撑梁加变形梁的复合结构设计，共十六根变形梁，传感器（2）以竖直中心轴（10）四面对称，且每面又以该面内的竖直对称轴（11）左右镜像对称，传感器（2）包括载物平台（4）、复合梁（5）、固定底座（6）三部分，载物平台（4）通过复合梁（5）连接在固定底座（6）上，靠近竖直中心轴（10）的方向相对为内侧，而靠近传感器（2）四边的方向定义为外侧；靠近竖直对称轴（11）的方向相对为内端，而靠近传感器（2）四角的方向定义为外端；所述的复合梁（5）共四组，以竖直中心轴（10）四面对称，每组由一个侧边连接台（7）、一对支撑变形梁（8）以及一对水平变形梁（9）组成，且都以竖直对称轴（11）左右镜像对称，侧边连接台（7）为长方体结构，内壁与载物平台（4）相接，竖直厚度与载物平台（4）相同，侧边连接台（7）与载物平台（4）连接面的水平长度为载物平台（4）水平边长的1/3；支撑变形梁（8）为一对长方体立柱结构，两个长方体分立竖直对称轴（11）两侧，支撑变形梁（8）顶面与侧边连接台（7）底面相接，其底面与固定底座（6）上表面相接，其外壁与侧边连接台（7）的外壁竖直共面，其内壁与固定底座（6）的环形内壁竖直共面，其内、外壁间的长度短于侧边连接台（7）内、外壁间的长度，且该长度差不超过短值的1/5；水平变形梁（9）为一对长方体竖直薄片结构，两薄片结构分立于侧边连接台（7）左右两侧，其内端分别与侧边连接台（7）的左右侧壁相接，其外端分别与固定底座（6）的隆起部分相连，其底面与侧边连接台（8）的底面水平共面，其内壁与固定底座（6）的环形内壁竖直共面；所述的支撑变形梁（8）既为水平和竖直方向的支撑梁也为竖直Z向的变形梁，分别在各组支撑变形梁（8）的内壁，以竖直对称轴（11）轴对称竖直贴装第一金属电阻应变片（12），用以检测铣台（3）受到的竖直Z向作用力；水平变形梁（9）仅起水平支撑作用，分别在各组水平变形梁（9）外壁，以竖直对称轴（11）轴对称，水平贴装第二金属电阻应变片（13），用以检测铣台（3）受到的水平X向或Y向作用力，并间接获得铣刀施加的主轴扭矩。