一种量子六维力传感器及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种量子六维力传感器及其生产工艺，量子六维力传感器，包括六分力应变梁主体，六分力应变梁主体的上下表面均安装有竖向应变梁，六分力应变梁主体的四个侧面均设有横向应变梁，竖向应变梁均包括竖向接触片，竖向接触片上下对称且分别贴合在六分力应变梁主体的上下表面，竖向接触片的表面均固定有四个对称分布的竖向应变弹性件，竖向接触片上贴装有量子芯片传感器

【技术实现步骤摘要】
一种量子六维力传感器及其生产工艺


[0001]本专利技术涉及六维力传感器
，具体涉及一种量子六维力传感器及其生产工艺
。

技术介绍

[0002]随着机械行业的快速进步发展的同时，当前对于机械行业的生产和使用，机械的使用基本都是需要传感器对机械结构的受力情况进行采集，并且进行有效的监控作用，现阶段所采用的主要是传感器来对机械臂进行传感器应力采集，由于六分力传感器可以同时采集六个方向的应变力，所以通常采用六分力传感器对机械臂进行传感应力采集
。
[0003]针对现有技术，专利号为
CN201910128144.8
公开了六分力传感器，其公开了传感器在
XY
方向受力时，由于周边联接的固定筋的刚度和
Z
轴的横梁的刚度远远大于多孔梁在所在方向的刚度，因此
X
和
Y
方向的受力其串扰很小，从而提高了测量的精度，但是物体直接作用在六分力传感器的表面，导致六分力传感器会因为物体的长时间直接挤压而出现损坏或故障，使用寿命降低
。
[0004]且传统六维力传感器的传感器通常采用机械或者电阻应变及物理量形变转换电信号的原理制成，其容易受到噪音
、
温度等环境因素的影响，存在一定的局限性，如精度
、
灵敏度等不够高，且容易产生误差
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是解决上述技术问题，提供一种量子六维力传感器及其生产工艺
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种量子六维力传感器，包括六分力应变梁主体，所述六分力应变梁主体的上下表面均安装有竖向应变梁，所述六分力应变梁主体的四个侧面均设有横向应变梁，两个所述竖向应变梁均包括竖向接触片，两个所述竖向接触片上下对称且分别贴合在六分力应变梁主体的上下表面，两个所述竖向接触片的表面均固定有四个对称分布的竖向应变弹性件，所述竖向应变弹性件远离竖向接触片的端部固定有竖向连接片，所述竖向接触片上贴装有量子芯片传感器
。
[0008]优选的，所述竖向应变弹性件由四个对称的弧形金属片组成，所述弧形金属片采用记忆金属为原材料制成
。
[0009]优选的，所述竖向应变弹性件与竖向接触片连接的端部外侧设有两个连接卡槽，两个所述竖向接触片的中间设有多个中间连接块；
[0010]所述中间连接块的两端均固定有连接带，所述连接带的另一端固定有连接挂钩，所述连接挂钩的一端卡接在连接卡槽中
。
[0011]优选的，所述横向应变梁包括横向接触片，所述横向接触片贴合在六分力应变梁主体的侧面且外表面设有四个对称分布的束缚卡槽，所述横向接触片的外表面固定有四个对称分布的横向应变弹性件，所述横向应变弹性件远离横向接触片的端部固定有横向连接
片；所述横向接触片上贴装有量子芯片传感器
。
[0012]所述横向应变弹性件由四个对称的弧形金属片组成，所述弧形金属片采用记忆金属为原材料制成
。
[0013]所述横向接触片的外侧设有束缚绑带，所述束缚绑带的两端均固定有束缚挂钩，所述束缚挂钩的另一端固定有束缚绑带
。
[0014]本专利技术另一方面提供一种量子六维力传感器的生产工艺，生产上述量子六维力传感器，按如下步骤：
[0015]芯片设计：首先，需要进行芯片的设计工作；根据传感器的要求和应用需求，设计量子元件的布局
、
结构和参数；
[0016]芯片制备：接下来是芯片的制备过程；采用微纳加工工艺，将设计好的芯片结构制造在半导体材料表面上；
[0017]量子元件制备：在芯片制备的基础上，需要进一步制备量子元件；根据设计，制备量子元件；
[0018]量子态制备：将量子元件与激发光或电场作用，使其进入特定的量子态；
[0019]量子态测量：利用光电子学设备对量子态进行测量；测量量子元件的光子数目
、
自旋方向信息，从而间接测量力和力矩的大小和方向；
[0020]信号处理和数据分析：对测量得到的数据进行信号处理和数据分析，提取出所需的六维力的信息；
[0021]应用集成：最后，将量子芯片六维力芯片传感器集成到六分力传感器主体的竖向接触片和横向接触片上，以实现对力和力矩的实时测量
。
[0022]本专利技术提供的一种量子六维力传感器及其生产工艺，具有以下有益效果：
[0023]本专利技术通过在六分力传感器的上下表面和四个侧面分别设有横向应变梁和横向应变梁，将作用力顺利的传递至六分力传感器上的同时，对六分力传感器起到保护作用，避免六分力传感器与挤压物体直接接触而导致六分力传感器外壳或内部元件出现损坏；
[0024]本专利技术通过对同一个中间连接两端的连接带进行拉动，然后将连接带端部固定的连接挂钩与两个竖向接触片进行卡接，随后利用束缚绑带两端的束缚挂钩将横向接触片固定在六分力传感器的侧面，可以快速的完成对横向应变梁和横向应变梁的安装，且拆卸方便，在横向应变梁和横向应变梁出现损害时可以快速的更换；
[0025]本专利技术的一种量子六维力传感器，具有高精度：量子六维力传感器利用量子测量原理，能够实现更高的测量精度
。
通过利用量子态的叠加和纠缠特性，可以避免传统传感器中的一些误差和干扰，提高测量的精度和准确性；
[0026]高灵敏度：量子六维力传感器对微小的力和力矩变化非常敏感，能够捕捉到非常微小的力信号
。
通过量子干涉和量子测量技术，能够提高传感器对微弱力信号的响应能力，具有更高的灵敏度；
[0027]宽测量范围：量子六维力传感器的测量范围更广，能够同时测量物体的三个平移自由度和三个旋转自由度
。
传统传感器通常只能测量其中几个自由度，而量子六维力传感器能够全面获取物体的受力和力矩信息；
[0028]抗干扰能力强：量子六维力传感器在测量过程中能够减小环境干扰对测量结果的影响
。
通过量子态的制备和测量技术，可以降低外界噪声和干扰的干扰程度，提高传感器的
抗干扰能力；
[0029]潜在的应用拓展性：量子六维力传感器的高精度
、
高灵敏度和宽测量范围为其在工业
、
医疗
、
航空航天等领域的应用提供了广阔的前景
。
例如，在精密机械加工
、
工业机器人
、
人形机器人操作
、
医疗康复等领域，量子六维力传感器可以提供更精确的力和力矩测量数据，进一步提升相关应用的性能和效果
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术整体的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术竖向应变梁的结构示意图；
[0032]图3为本专利技术竖向接触片的结构示意图；
[0033]图4为本专利技术横向应变梁的结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种量子六维力传感器，其特征在于：包括六分力传感器主体
(1)
，其特征在于：所述六分力传感器主体
(1)
的上下表面均安装有竖向应变梁
(3)
，所述六分力传感器主体
(1)
的四个侧面均设有横向应变梁
(2)
，两个所述竖向应变梁
(3)
均包括竖向接触片
(31)
，两个所述竖向接触片
(31)
上下对称且分别贴合在六分力传感器主体
(1)
的上下表面，两个所述竖向接触片
(31)
的表面均固定有四个对称分布的竖向应变弹性件
(33)
，所述竖向应变弹性件
(33)
远离竖向接触片
(31)
的端部固定有竖向连接片
(32)
；所述竖向接触片上
(31)
贴装有量子芯片传感器
。2.
根据权利要求1所述的一种量子六维力传感器，其特征在于：所述竖向应变弹性件
(33)
由四个对称的弧形金属片组成，所述弧形金属片采用记忆金属为原材料制成
。3.
根据权利要求1所述的一种量子六维力传感器，其特征在于：所述竖向应变弹性件
(33)
与竖向接触片
(31)
连接的端部外侧设有两个连接卡槽
(34)
，两个所述竖向接触片
(31)
的中间设有多个中间连接块
(5)。4.
根据权利要求3所述的一种量子六维力传感器，其特征在于：所述中间连接块
(5)
的两端均固定有连接带
(6)
，所述连接带
(6)
的另一端固定有连接挂钩
(7)
，所述连接挂钩
(7)
的一端卡接在连接卡槽
(34)
中
。5.
根据权利要求1所述的一种量子六维力传感器，其特征在于：所述横向应变梁
(2)
包括横向接触片...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，徐春玲，徐飞龙，汪斌，夏广令，
申请(专利权)人：安徽中科米点传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：