CN106768522B - 一种六维力传感器弹性体 - Google Patents
一种六维力传感器弹性体 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106768522B CN106768522B CN201710051681.8A CN201710051681A CN106768522B CN 106768522 B CN106768522 B CN 106768522B CN 201710051681 A CN201710051681 A CN 201710051681A CN 106768522 B CN106768522 B CN 106768522B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circumferential
- hole
- radial
- beams
- holes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种六维力传感器弹性体,其特征是包括中心台、径向梁、周向梁和周向支撑;径向梁均匀分布在中心台的周边,径向梁的一端与中心台的周边固联,另一端与周向梁呈“T”型连接;在径向梁上设有通孔,使应力集中于通孔两侧;周向梁和周向支撑均匀分布在中心台的***;并且周向梁与周向支撑一一间隔设置,周向支撑的两端分别与相邻的两个周向梁的端部固定连接,使周向梁和周向支撑连接呈环状体。本发明用于实现六维力传感器在结构上解耦,能提高传感器灵敏度,并保证传感器刚度。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域,更具体地说是可用于测量空间六维力的传感器弹性体构件。
背景技术
多维力传感器是机器人获得与环境之间作用力的重要信息来源。目前已有多方面的多维力传感器的研究,如美国DraPer研究所研制的Waston多维力传感器,中科院合肥智能所和东南大学联合研制的SAFMS型多维力传感器,基于Stewart平台的多维力传感器,黄心汉教授研究的HUST FS6型多维力传感器,德国的Dr.R.Seitner公司设计的二级并联结构型六维力传感器等等。国内外对多维力传感器做了大量的研究,所设计的多维力传感器多种多样,各有不同的优缺点及应用场合,但多维力传感器的解耦、刚度与灵敏度的矛盾等问题还需得到进一步的研究。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术问题,提供一种六维力传感器弹性体,用于实现六维力传感器在结构上解耦,且在提高传感器灵敏度的同时保证传感器的刚度。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
本发明六维力传感器弹性体的结构特点是:包括中心台、径向梁、周向梁和周向支撑;所述径向梁均匀分布在中心台的周边,径向梁的一端与中心台的周边固联,另一端与周向梁呈“T”型连接,所述周向梁为“T”型的顶部横担,径向梁为“T”型的竖杆段;在所述径向梁上设有通孔,使应力集中于通孔两侧;所述周向梁和周向支撑均匀分布在中心台的***;并且周向梁与周向支撑一一间隔设置,周向支撑的两端分别与相邻的两个周向梁的端部固定连接,使所述周向梁和周向支撑连接呈环状体;令:所述中心台以及由周向梁和周向支撑连接成的环状体呈水平状态。
本发明六维力传感器弹性体的结构特点也在于:所述径向梁、周向梁和周向支撑的数量相等,均为三个或均为四个。
本发明六维力传感器弹性体的结构特点也在于:在所述周向梁上设有通孔,使应力集中于通孔两侧。
本发明六维力传感器弹性体的结构特点也在于:所述周向梁上的通孔是两个竖直方向上的第一通孔,两个第一通孔在周向梁的两端对称设置。
本发明六维力传感器弹性体的结构特点也在于:
所述径向梁上的通孔为:在径向梁的一端设置第二通孔,另一端设置双通孔;
所述径向梁上的通孔或为:在径向梁靠近周向梁的一端设置第三通孔,靠近中心台的一端设置第四通孔,在径向梁的中部设置第二通孔;
所述径向梁上的通孔或为:在径向梁靠近周向梁的一端设置第二通孔,靠近中心台的一端设置第五通孔,在径向梁的中部设置双通孔;
本发明六维力传感器弹性体的结构特点也在于:所述第二通孔和第五通孔是贯穿径向梁上表面和下表面的竖向通孔;所述第三通孔、第四通孔和双通孔是贯穿径向梁两侧面的水平通孔;所述双通孔指两只在水平面中并列的通孔,且相互连通。
与已有技术相比,本发明有益效果体现在:
1、本发明实现了结构解耦。针对本发明中弹性体的结构形式,可以在径向梁和周向梁的不同位置上粘贴电阻应变片,根据力传感器原理,运用惠斯通全桥电路,实现六维力测量,并能有效避免维间力的相互干扰。
2、本发明能获得较高的检测灵敏度,各径向梁和周向梁上开设的通孔,使应变集中在所测区域。
3、本发明中周向梁与径向梁之间的“T”型设置获得了良好的刚度,有效提高了传感器结构的动态性能。
4、本发明弹性体可整体加工,减少重复性误差,其结构简单,易于加工。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明另一实施方式结构示意图;
图3为本发明又一实施方式结构示意图;
图中标号:1中心台;2径向梁;3周向梁;4周向支撑;5第二通孔;6双通孔;7第一通孔;8第三通孔;9第四通孔;10第五通孔。
具体实施方式
参见图1、图2和图3,本实施例中六维力传感器弹性体的结构形式是:包括中心台1、径向梁2、周向梁3和周向支撑4。
径向梁2均匀分布在中心台1的周边,径向梁2的一端与中心台1的周边固联,另一端与周向梁3呈“T”型连接,周向梁3为“T”型的顶部横担,径向梁2为“T”型的竖杆段;在径向梁2上设有通孔,使应力集中于通孔两侧。
周向梁3和周向支撑4均匀分布在中心台1的***;并且周向梁3与周向支撑4一一间隔设置,周向支撑4的两端分别与相邻的两个周向梁3的端部固定连接,使周向梁3和周向支撑4连接呈环状体。
本实施例中,令:中心台1以及由周向梁3和周向支撑4连接成的环状体呈水平状态。
径向梁2、周向梁3和周向支撑4的数量相等,均为三个或均为如图1所示的四个,各径向梁2的结构特性均相同,各周向梁3的结构特性均相同。
本实施例中在周向梁3上设有通孔,使应力集中于通孔两侧,具体实施中,周向梁3上的通孔是两个竖直方向上的第一通孔7,两个第一通孔7在周向梁3的两端对称设置。
本实施例中给出径向梁2上的通孔如下三种不同的布置形式:
图1所示为,在径向梁2的一端设置第二通孔5,另一端设置双通孔6。
图2所示为,在径向梁2靠近周向梁3的一端设置第三通孔8,靠近中心台的一端设置第四通孔9,在径向梁2的中部设置第二通孔5。
图3所示为,径向梁2上的通孔或为:在径向梁2靠近周向梁3的一端设置第二通孔5,靠近中心台1的一端设置第五通孔10,在径向梁2的中部设置双通孔6。
如图1、图2和图3所示的第二通孔5和第五通孔10是贯穿径向梁上表面和下表面的竖向通孔;第三通孔8、第四通孔9和双通孔6是贯穿径向梁两侧面的水平通孔;双通孔6指两只在水平面中并列的通孔,且相互连通。
考虑到所测区域的大小以及应变集中,第一通孔7、第二通孔5、第五通孔10可以是一只圆柱孔、一只椭圆柱孔或一只腰型柱孔,或者是两只在竖直面中并列的圆柱通孔相互连通形成的竖向双通孔;第三通孔8和第四通孔9可以是一只圆柱孔、一只椭圆柱孔或一只腰型柱孔,或者是两只在水平面中并列的圆柱通孔相互连通形成的水平双通孔。
Claims (6)
1.一种六维力传感器弹性体,其特征是包括中心台(1)、径向梁(2)、周向梁(3)和周向支撑(4);所述径向梁(2)均匀分布在中心台(1)的周边,径向梁(2)的一端与中心台(1)的周边固联,另一端与周向梁(3)呈“T”型连接,所述周向梁(3)为“T”型的顶部横担,径向梁(2)为“T”型的竖杆段;在所述径向梁(2)上设有通孔,使应力集中于通孔两侧;所述周向梁(3)和周向支撑(4)均匀分布在中心台(1)的***;并且周向梁(3)与周向支撑(4)一一间隔设置,周向支撑(4)的两端分别与相邻的两个周向梁(3)的端部固定连接,使所述周向梁(3)和周向支撑(4)连接呈环状体;令:所述中心台(1)以及由周向梁(3)和周向支撑(4)连接成的环状体呈水平状态。
2.根据权利要求1所述的六维力传感器弹性体,其特征是:所述径向梁(2)、周向梁(3)和周向支撑(4)的数量相等,均为三个或均为四个。
3.根据权利要求1所述的六维力传感器弹性体,其特征是:在所述周向梁(3)上设有通孔,使应力集中于通孔两侧。
4.根据权利要求3所述的六维力传感器弹性体,其特征是:所述周向梁(3)上的通孔是两个竖直方向上的第一通孔(7),两个第一通孔(7)在周向梁(3)的两端对称设置。
5.根据权利要求1所述的六维力传感器弹性体,其特征是:
所述径向梁(2)上的通孔为:在径向梁(2)的一端设置第二通孔(5),另一端设置双通孔(6);
所述径向梁(2)上的通孔或为:在径向梁(2)靠近周向梁(3)的一端设置第三通孔(8),靠近中心台的一端设置第四通孔(9),在径向梁(2)的中部设置第二通孔(5);
所述径向梁(2)上的通孔或为:在径向梁(2)靠近周向梁(3)的一端设置第二通孔(5),靠近中心台(1)的一端设置第五通孔(10),在径向梁(2)的中部设置双通孔(6);
6.根据权利要求5所述的六维力传感器弹性体,其特征是:所述第二通孔(5)和第五通孔(10)是贯穿径向梁上表面和下表面的竖向通孔;所述第三通孔(8)、第四通孔(9)和双通孔(6)是贯穿径向梁两侧面的水平通孔;所述双通孔(6)指两只在水平面中并列的通孔,且相互连通。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710051681.8A CN106768522B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种六维力传感器弹性体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710051681.8A CN106768522B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种六维力传感器弹性体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106768522A CN106768522A (zh) | 2017-05-31 |
CN106768522B true CN106768522B (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=58942992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710051681.8A Active CN106768522B (zh) | 2017-01-20 | 2017-01-20 | 一种六维力传感器弹性体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106768522B (zh) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108225622B (zh) * | 2017-12-25 | 2020-10-16 | 广州中国科学院工业技术研究院 | 一种三维力传感器 |
CN109238530B (zh) * | 2018-11-16 | 2023-09-29 | 合肥工业大学 | 一种六维力传感器的布片测量方法 |
CN109238527A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-18 | 合肥工业大学 | 一种十字梁式六维力传感器弹性体 |
CN109238528B (zh) * | 2018-11-16 | 2023-09-12 | 合肥工业大学 | 一种六维力传感器 |
CN109238531B (zh) * | 2018-11-16 | 2023-09-26 | 合肥工业大学 | 一种双环式六维力传感器 |
CN109238529A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-18 | 合肥工业大学 | 一种六维力传感器 |
CN109781330B (zh) * | 2019-02-25 | 2020-08-04 | 重庆大学 | 基于周向阵列的套装梁压容感知六维力传感器 |
CN113252227A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-08-13 | 深圳市鑫精诚科技有限公司 | 一种自带过载保护结构的六维力传感器 |
CN114842988A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-02 | 西安交通大学 | 一种icf氦气腔的抽空流洗装置及方法 |
CN114842986A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-08-02 | 西安交通大学 | 一种icf靶丸的抽空流洗装置及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201561825U (zh) * | 2009-09-29 | 2010-08-25 | 西北工业大学 | 一种六维力传感器的弹性体 |
CN103528726A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有过载保护功能的十字梁式六维力传感器 |
CN103698076A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-04-02 | 东南大学 | 一种用于实现量程扩展的六维力和力矩传感器 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7516675B2 (en) * | 2007-07-03 | 2009-04-14 | Kulite Semiconductor Products, Inc. | Joystick sensor apparatus |
-
2017
- 2017-01-20 CN CN201710051681.8A patent/CN106768522B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201561825U (zh) * | 2009-09-29 | 2010-08-25 | 西北工业大学 | 一种六维力传感器的弹性体 |
CN103528726A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-01-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有过载保护功能的十字梁式六维力传感器 |
CN103698076A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-04-02 | 东南大学 | 一种用于实现量程扩展的六维力和力矩传感器 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
大量程六维力传感器设计与标定研究;韩康等;《传感器与微***》;20161231;第35卷(第05期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106768522A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106768522B (zh) | 一种六维力传感器弹性体 | |
CN106644233B (zh) | 一种六维力传感器 | |
KR102147064B1 (ko) | 새로운 6 차원 힘과 토크 센서 | |
CN103091026B (zh) | 并联结构六维力传感器 | |
CN109238531B (zh) | 一种双环式六维力传感器 | |
CN103487194B (zh) | 正交解耦六维力传感器 | |
CN109238528B (zh) | 一种六维力传感器 | |
CN109238530B (zh) | 一种六维力传感器的布片测量方法 | |
KR20190007477A (ko) | 컴팩트 6 차원 힘과 토크 센서 | |
CN103940544B (zh) | 双十字梁组合式指关节六维力传感器 | |
CN109238527A (zh) | 一种十字梁式六维力传感器弹性体 | |
CN201561825U (zh) | 一种六维力传感器的弹性体 | |
CN104048791A (zh) | 一种低维间耦合的双十字梁型六维力和力矩传感器 | |
CN109238529A (zh) | 一种六维力传感器 | |
CN101907502B (zh) | 并联式解耦结构三维力传感器 | |
CN206348091U (zh) | 一种基于柔性机构的十字梁型3维力传感器 | |
CN104677543B (zh) | 采用6组测力敏感单元的压电式六维力/力矩传感器 | |
CN103575446A (zh) | 一种中等量程三维力传感器 | |
CN102435375A (zh) | 含弹性整体运动副三腿并联解耦测六维力传感器 | |
CN105841857B (zh) | 一种并联式五维力传感器 | |
CN208902316U (zh) | 一种十字梁式六维力传感器弹性体 | |
CN107314852B (zh) | 一种手腕传感器 | |
CN206648770U (zh) | 一种具有弹性体结构的六维力传感器 | |
CN208818385U (zh) | 一种六维力传感器 | |
CN103884373B (zh) | 一种实现多维纯弯矩和拉压力的复合负载模拟器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |