[发明专利]可重构并联三维力与力矩传感器

摘要

一种可重构并联三维力/力矩传感器，包括测力平台、下平台以及连接测力平台和下平台之间的三条结构完全相同的测力分支。三条测力分支均包括直线导轨、拉压力传感器、滑块、连杆A、连杆B、转动轴安装座、转动轴、固定连杆等。三组直线导轨均布在下平台上，测力分支的拉压力传感器固定连接在直线导轨上，滑块顶部通过第一转动副与连杆B的一端相连接，连杆B的另一端与连杆A一端通过第二移动副相连接，连杆A的另一端通过转动轴与转动轴安装座组成的第二转动副相连接，转动轴安装座的上端与固定连杆通过第三转动副相连接，固定连杆通过螺栓与测力平台固定连接。本发明通过在转动轴安装座不同位置安装转动轴实现三维力测量与三维力矩测量之间转换。

主权项

1.一种可重构并联三维力与力矩传感器，其包括测力平台、下平台以及连接测力平台和下平台之间的三条结构完全相同的测力分支，其特征在于：测力平台和下平台均为圆形平板，在两平台上各设三组呈120°分布的螺纹孔，并且测力平台和下平台所设的三组呈120°分布的螺纹孔相对应，三条测力分支均包括直线导轨、拉压力传感器、滑块、连杆A、连杆B、转动轴安装座、转动轴及固定连杆，其中三组直线导轨底面由穿过下平台所述螺纹孔的螺栓固定在下平台上，导轨顶面为与下平台之间有夹角的斜面且斜面高的一端朝向中心，直线导轨内设有开口位于斜面上的阶梯形凹槽，斜面高的一端槽底深度浅，斜面低的一端槽底深度深，在斜面高的一端槽底上设有拉压力传感器，该拉压力传感器一端的螺杆穿过直线导轨凹槽壁上的通孔而位于直线导轨外的部分设有螺母，该拉压力传感器另一端的螺杆则穿过滑块上的前后贯穿通孔，并由设在前后贯穿通孔旁的螺母固定，该滑块置于直线导轨深度深的凹槽内组成第一移动副，滑块顶部通过第一转动副与连杆B的一端相连接，连杆B的另一端与连杆A一端通过第二移动副相连接，连杆A的另一端通过转动轴与转动轴安装座组成的第二转动副相连接，转动轴安装座的上端与固定连杆通过第三转动副相连接，在转动轴安装座上有两处不同的位置可安装转动轴，转动轴安装座为下开口的正方形壳体，其周围四个面中心各设一个通孔且相对面上的两个通孔为一组通孔，其中通孔的中心线与第一移动副平行的为Ⅰ组通孔，通孔的中心线与第一移动副垂直的为Ⅱ组通孔，在两组通孔内均可安装转动轴，连杆A的上端为与转动轴安装座下开口正方形壳体对应并可置于其内的正方体杆，连杆A上部设开口位于正方体四个面中心且轴线垂直相交的两个通孔，这两通孔分别与转动轴安装座上的Ⅰ组通孔和Ⅱ组通孔同轴线，两端设有螺纹的转动轴穿过转动轴安装座上一组通孔和连杆A上通孔后用螺母将其固定连接在转动轴安装座上，上述所述的测力分支中第一转动副的中心线与第一移动副平行，第二移动副和第三转动副的中心线与第一移动副垂直，三条测力分支上第三转动副中心线空间汇交于一点。