[实用新型]一种十字多维测力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种力传感器，尤指一种利用弹性元件上粘贴电阻应变片以测量力的传感器。

背景技术

目前，常见的力的传感器一般分为单自由度及多自由度，其中，单自由度的单自由度十字或轮辐形传感器，通常是通过在对称的十字或轮辐形弹性元件上贴箔式应变片测量拉伸和压缩力。但是目前，因要解决多自由度间相互影响的问题，而导致多自由度测量中各有不同设计。常见的有通过电子线路或者计算机软件计算解决相关信号解算；也有通过特殊弹性元件设计减少个方向间相关性的。其中在特定应用场合，例如人体力学测试，例如机械手力学控制，需要传感器尽可能小并且具有多个自由度测量能力。而通过有通过电子线路或者计算机软件计算解决相关信号解算显然过于复杂而不适合，而目前通特殊弹性元件设计减少个方向间相关性的涉及一方面体积过大，另一方面其对称性较差，不适合于应用于力的方向复杂的多维力的测量。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种可以显著减小传感器尺寸的力传感器结构，以使其适于组装多自由度测力台；

本实用新型又一目的在于，提供一种能增加不同方向测试灵敏度、减小相互间的交互影响、显著减小2到6个自由度受力测量时相互干扰的十字多维测力传感器。

为达上述目的，本实用新型提供一种一种十字多维测力传感器，其包含：十字弹性元件，为对称的十字结构，该十字弹性元件包含四个对称排列于该十字结构的四个端点的固定块及一个位于中心交叉点的交叉块，各固定块与该交叉块之间由传感固接梁连接，该中心交叉块与各该固定块之间的传感固接梁上设有至少一对的水平应变梁及垂直梁；一个上盖板及一个下盖板，为结构相同的盖板；该上盖板及下盖板相互成垂直交叉状态的覆盖于十字弹性元件的十字壁上，且各该盖板两端具有该固定块相对应的固定端，各该固定端与对应的固定块固定连接。

其中：

每个传感固接梁上可设有两对水平应变梁及垂直应变梁。两对水平应变梁及垂直梁之间设有截面为正方形或圆形的连接梁。

该连接梁的宽度或直径与各该水平应变梁及垂直应变梁，以及同各固定块的厚度是相同的尺寸。

所述上盖板及下盖具有与十字弹性元件的固定块相对应的固定端，各相互对位的固定端与固定块相互结合。

各盖板中间与传感固端梁相对的部位凹陷形成一个凹空间。

各固定端与固定块分别设有相对应的连接孔与连接穿孔，各固定端与固定块通过各连接孔与连接穿孔借助螺接或铆接。

各固定端设有一个或偶数个与被测物体结合的固定孔。

各固定块对应各固定孔设有固定穿孔，且固定穿孔尺寸大于固定孔。

所述水平应变梁及垂直应变梁，成薄片状，使所述传感固接梁与于位置形成凹槽，且所述水平应变梁及垂直应变梁均具有用于贴设应力片的一个上表面及一个下表面。

本实用新型的有益技术效果在于，借助上述结构，本实用新型通过在十字形传感固端梁上对称增加若干个小槽，形成特定方向灵敏的应变区域，在不改变固端梁外部尺寸的情况下，增加不同方向测试灵敏度，减小相互间的交互影响；并可以显著减小传感器尺寸，尤其是高度方向。其在加工精度和贴片精度足够高的情况下，显著减小2到6个自由度受力测量时相互干扰。由于具有紧凑对称的十字结构，高度方向尺寸相对小，适于组装多自由度测力台。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的组装状态俯视图；

图2为本实用新型一实施例的组装状态主剖视图；

图3为本实用新型一实施例的十字弹性元件的俯视图；

图4为本实用新型一实施例的十字弹性元件的主剖视图；

图5为本实用新型一实施例的盖板俯视图；

图6为本实用新型一实施例的盖板剖视图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1、2所示，本实用新型的十字多维测力传感器1为扁平的十字形形状，为三层结构。

该测力传感器1中间是一十字弹性元件10，为对称的十字结构。上下为结构相同但相互成垂直交叉状态的上下盖板20、30。本实用新型是借助于该些十字形传感固端梁上对称设置若干个（于本实施例中为4个）小槽，形成特定方向灵敏的应变区域。