專利名稱：集成式五維微力/力矩傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于傳感器技術領域，具體涉及一種新型的集成式五維微力/力矩傳感 器，主要應用于五維微力/力矩的檢測。
背景技術：
目前國內(nèi)外三維到六維力傳感器研究主要應用于機器人技術上，按測力原理可分 為電阻應變式、電容式、壓電式和光電式，按彈性體機構可以分為直接輸出型和間接輸出 型，但設計原理及加工工藝都比較復雜，主要表現(xiàn)在結構上不緊湊，很難應用于微小的機器 人三維力或五維力的檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷提供一種集成式五維微力/力矩傳感器。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術方案本發(fā)明集成式五維微力/力矩傳感器，包括主體和應變片，其特征在于傳感器的 主體為兩個對應設置的L型結構的夾持裝置，兩個L型結構的夾持裝置的夾持臂分別設置 應變梁A、應變梁B和應變梁C，應變梁A兩側沿Z軸對應設置應變片，應變梁B沿Y軸對稱 設置應變片，應變梁C沿X軸同向設置應變片，所述X、Y和Z軸用于表示所述集成式五維微 力/力矩傳感器所處的空間位置。本發(fā)明與現(xiàn)有的技術相比有如下優(yōu)點1、本發(fā)明的可以實現(xiàn)微小機器人手部夾持力的測量。2、本發(fā)明的多維力傳感器結構簡單、工作原理清晰、加工方便、經(jīng)濟可行。3、本發(fā)明的三維力傳感器體積小、重量輕、解耦性強，滿足微小機器人夾持器的結 構設計要求，為微小機器人自主力反饋控制提供必要的設備保障。4、本發(fā)明傳感器可以實現(xiàn)三維力到二維力矩感知的微小機器人力檢測及夾持器 一體的小型設計。


圖1:本發(fā)明測試結構圖。圖2 本發(fā)明另一種測試結構圖。
具體實施例方式圖1是夾持器的結構，當夾持物體后，空間任何方向的力都可以分解成圖1所示的 三個力分量，應變梁A兩側的貼片位置各粘貼一片應變片，也就是測量應變梁的Fz方向的 夾持力，其應變片排號為Rl，R2，R3，R4，其組成一全橋電路來測量物體受到的夾持力的大 小 ’應變梁B兩側上下各粘貼一片應變片，其應變片排號為R5，R6，R7，R8，同樣可以組成一 個全橋，當受Fy方向的力時，梁B受到扭矩和彎矩的作用，A處僅受到扭矩作用，但是其應
3變片時在中間，應變可以忽略不計，但是在B段則受到彎矩和扭矩的作用，現(xiàn)在通過測量扭 矩就可以測出Fy的值；應變梁C兩側的貼片位置各粘貼一片應變片，其應變片排號為R9， R10，R11，R12，分別測量應變梁的Fx方向的夾持力；從圖2中可以看出還可以測量Tz和Tx， 這樣就變成五維力傳感器。本發(fā)明的工作原理為當在夾持器口受到三維力，在三維力的作用下在帖有應變 片部位發(fā)生變形，導致應變片長度發(fā)生變化，最終引起每個應變片的電阻發(fā)生變化，通過不 同的應變片組成的電橋電路可以測出檢測長方體結構受力變形下各個電橋的輸出電壓，通 過輸出電壓的電壓值及采集的相關解耦算法可以得到三維力的大小和方向。必須指出，上述實施實例只是本發(fā)明實現(xiàn)三維或五維傳感器結構設計的一種實現(xiàn) 方式，不能據(jù)此限度本發(fā)明的保護范圍，其他等同的結構任屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種集成式五維微力/力矩傳感器，包括主體和應變片，其特征在于傳感器的主體為兩個對應設置的L型結構的夾持裝置，兩個L型結構的夾持裝置的夾持臂分別設置一對應變梁A、應變梁B和應變梁C，應變梁A兩側沿Z軸對應設置應變片，應變梁B沿Y軸對稱設置應變片，應變梁C沿X軸同向設置應變片，所述X、Y和Z軸用于表示所述集成式五維微力/力矩傳感器所處的空間位置。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種集成式五維微力/力矩傳感器，包括主體和應變片，傳感器的主體為兩個對應設置的L型結構的夾持裝置，兩個L型結構的夾持裝置的夾持臂分別設置一對應變梁A、應變梁B和應變梁C，應變梁A兩側沿Z軸對應設置應變片，應變梁B沿Y軸對稱設置應變片，應變梁C沿X軸同向設置應變片，所述X、Y和Z軸用于表示所述集成式五維微力/力矩傳感器所處的空間位置。本發(fā)明結構具有重量輕、解耦性強、結構簡單，可用于微裝配或微操作領域的機器人的執(zhí)行器的受力檢測，也可以作為機器人組成部分。
文檔編號G01L1/22GK101975631SQ20101029952
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權日2010年9月27日
發(fā)明者徐永軍, 游有鵬, 蔡華, 虞啟凱, 韓江義 申請人:南京化工職業(yè)技術學院