一种多维力传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多维力传感器，包括上法兰台和下法兰台，上法兰台与下法兰台直接通过至少三个T形梁相连；T形梁的表面贴有若干个应变计组，所述的应变计组包括至少一个正45

Multidimensional force sensor

【技术实现步骤摘要】
一种多维力传感器


[0001]本技术涉及一种多维力传感器。

技术介绍

[0002]与传统的单向力传感器相比，多维力传感器可以同时对多个方向的力和力矩进行测量，具有更广阔的应用。
[0003]在一些行业内部的测试与使用中，例如汽车碰撞实验、生物力学实验、机器人及智能制造、康复医疗等领域中，使用多维力传感器有助于提升科学实验分析的广度。广泛用于机器人手指、手爪研究。机器人手术研究；手指力研究；牙齿研究；力反馈制动试验精密组装、切割；恢复研究。教整形外科研究产品测试触觉反馈学习。行业包括机器人、汽车制造、自动装配线组装、生物力学、航空航天、轻纺工业等。
[0004]在智能装配中，通过多维力传感器可以有助于为机器手提供更稳定、可靠的控制反馈信息，可以有助于机器手的装夹。而在医疗领域中，使用多维力传感器可以为医生提供更确切的信息反馈，从而有助于提升患者的康复速度。
[0005]但是同时，由于多维力传感器可以测得更多维度的力与力矩，所以其结构相比于单向力传感器更为复杂，其制作工艺也更为复杂，综合而言的成本与售价也更高。且由于结构更加复杂，其对高温高压的敏感程度也更高，在恶劣工况下，也会影响弹性体内部应力结构变化。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种多维力传感器。
[0007]一种多维力传感器，包括上法兰台和下法兰台，上法兰台与下法兰台直接通过至少三个T形梁相连；
[0008]T形梁的表面贴有若干个应变计组，所述的应变计组包括至少一个正45
°
剪切应变计和至少一个负45
°
剪切应变计。
[0009]注：T形梁的表面是指T形梁的内表面或是外表面，其中应变计组可一起全部贴合在外表面上，也可以部分贴合在外表面，部分贴合在内表面上；也可以全部贴合在内表面上。
[0010]在具体使用时，以组成所需的桥路需求为主，当应变计的贴合数量满足桥路的需求时，可以适当减少某一个或是某几个T形梁上的应变计贴合数量，以节约成本。
[0011]优选的，所述T形梁的数量为三个，三个T形梁呈120
°
环形分布。
[0012]优选的，所述T形梁的数量为四个，四个T形梁呈90
°
环形分布。
[0013]优选的，所述上法兰台的形状为圆形、方形、梯形、三角形或椭圆形。
[0014]优选的，所述下法兰台的形状为圆形、方形、梯形、三角形或椭圆形。
[0015]优选的，所述的T形梁包括“丨”形弹性梁和“冂”型弹性梁。
[0016]优选的，所述“丨”形弹性梁的底部与“冂”型弹性梁上端的中部相连。
[0017]优选的，T形梁的表面贴有三个应变计组，三个应变计组呈三角分布。
[0018]有益效果：
[0019]本装置可适用于二维至多维的力或力矩的测量，结构简单，且对使用的应变计的要求较低，综合成本较低，量程覆盖的范围更广。
附图说明
[0020]图1是一种三维力传感器的结构示意图；
[0021]图2是一种三维力传感器的桥路连接示意图；
[0022]图3是一种四维力传感器的结构示意图；
[0023]图4是一种四维力传感器的桥路连接示意图；
[0024]图5是贴片示意图；
[0025]1.上法兰台2.T形梁3.下法兰台。
具体实施方式
[0026]为了加深对本技术的理解，下面将结合实施例和附图对本技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。
[0027]实施例一：如图1
‑
2所示，一种三维力传感器，包括上法兰台1、下法兰台3和三个呈120
°
环形阵列的T形梁2。
[0028]T形梁L1、L2、L3的贴片图中的Rn(n＝1,2,3,4
……
)表示应变计，其中添加括号表示应变计粘贴在内侧面。
[0029]每个“T”形结构弹性梁上贴有8个应变计，其中“I”结构梁外侧面和内侧面上均贴有2个对称布置的
±
45
°
方向的应变计，“一”形结构梁外侧面上贴有4个应变计。4个应变计分为2组，每组包含有2个对称布置的
±
45
°
方向的应变计，两组应变计关于“I”形结构梁对称分布。
[0030]24个应变计按照图2所示组成6个惠斯通电桥，电桥Ui表示电源电压，Uo表示输出电压。桥路1测量Mx，桥路2测量My，桥路3测量Mz，桥路4测量Fx，桥路5测量Fy，桥路6测量Fz。
[0031]实施例二：如图3
‑
4所示，一种四维力传感器，包括上法兰台1、下法兰台3和四个呈90
°
环形阵列的T形梁2。
[0032]T形梁L1、L2、L3、L4贴片图中的Rn(n＝1,2,3,4
……
)表示应变计，括号表示应变计粘贴在内侧面。梁L1和梁L3上贴有8个应变计，其中“I”结构梁上外侧面和内侧面均贴有2个对称布置的
±
45
°
方向的应变计，“一”形结构梁外侧面上贴有4个应变计。
[0033]4个应变计分为2组，每组包含有2个对称布置的
±
45
°
方向的应变计，两组应变计关于“I”形结构梁对称分布；梁L2和梁L4上贴有6个应变计，其中“I”结构梁外侧面上贴有2个对称布置的
±
45
°
方向的应变计，“一”形结构梁外侧面上贴有4个应变计。4个应变计分为2组，每组包含有2个对称布置的
±
45
°
方向的应变计，两组应变计关于“I”形结构梁对称分布。
[0034]24个应变计按照图4所示组成6个惠斯通电桥，电桥Ui表示电源电压，Uo表示输出电压。桥路1测量Mx，桥路2测量My，桥路3测量Mz，桥路4测量Fx，桥路5测量Fy，桥路6测量Fz。
[0035]注：T形梁的表面是指T形梁的内表面或是外表面，其中应变计可一起全部贴合在
外表面上，也可以部分贴合在外表面，部分贴合在内表面上；也可以全部贴合在内表面上。
[0036]在具体使用时，以组成所需的桥路需求为主，当应变计的贴合数量满足桥路的需求时，可以适当减少某一个或是某几个T形梁上的应变计贴合数量，以节约成本。
[0037]以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多维力传感器，其特征在于，包括上法兰台和下法兰台，上法兰台与下法兰台直接通过至少三个T形梁相连；T形梁的表面贴有若干个应变计组，所述的应变计组包括至少一个正45
°
剪切应变计和至少一个负45
°
剪切应变计。2.根据权利要求1所述的一种多维力传感器，其特征在于，所述T形梁的数量为三个，三个T形梁呈120
°
环形分布。3.根据权利要求1所述的一种多维力传感器，其特征在于，所述T形梁的数量为四个，四个T形梁呈90
°
环形分布。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬晗，
申请(专利权)人：南京数智微传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：