[发明专利]多维力/力矩传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种装设于机器人上的力/力矩传感器，尤其涉及一种多维力/力矩传感器。

背景技术

多维力/力矩传感器广泛应用于机械手中，在机械手夹持执行端对工件组装或加工过程中，机械手长时间执行重复性的组装或加工时，偶尔会发生组装或加工位置偏差。通过多维力/力矩传感器感测执行端上力/力矩信息，计算出偏差数值，利用机器人的微量移动补偿组装工件的位置误差，从而实现机械手对工件进行高精度组装或加工。

目前，常采用的多维力/力矩传感器包括一十字交叉架及固定环，十字交叉架固定于固定环上，十字交叉架包括四臂部，每一臂部呈长方体状，且每一长方体臂部的相邻表面中的其中一表面与固定环的轴线平行，另一表面与固定环的轴线垂直。每一长方体臂部的一端上开设有第一贯穿孔，其另一端上开设有与第一贯穿孔相互垂直的第二贯穿孔。每一第一贯穿孔及每一第二贯穿孔表面粘贴有四个应变计（Strain Gauge）以构成桥式电路。在某一方向上受到压力时，应变计通过变形来反应其电阻值的大小，然后结合桥式电路测得该方向上的力的大小。

然而，上述装置设计时要考量每个第一贯穿孔及第二贯穿孔的尺寸，其设计的装置体积较大；上述装置每一第一贯穿孔及第二贯穿孔在粘贴四个应变计的制程较为复杂，当一个应变计出现问题时更换应变计的操作较为繁琐，且该应变计的制造成本高；上述装置在受到某一方向上的力而产生变形时，其他的方向亦会产生形变，目前通常是将其他方向上的变形忽略以计算力的大小，导致测得的力精度不高。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种测力/力矩精度高、结构简单的多维力/力矩传感器。

一种多维力/力矩传感器，包括安装组件及收容并抵持于该安装组件的传导组件，该安装组件包括相互固定的上盖及下盖，该上盖及该下盖包括相对的第一端面，该上盖的第一端面及该下盖的第一端面上均开设有空腔及与该空腔连通的四个凹陷部，该传导组件包括十字架及贴附于该十字架上的多个压力感应件，该十字架包括呈十字交叉设置的四个臂部，每一该臂部包括四个侧面，该四个侧面均不垂直于该四个臂部的中心轴线所形成的平面，每一该臂部的四个侧面上分别贴附有一感应件，该十字架收容于该上盖的空腔及该下盖的空腔内，每一该臂部收容于相应的凹陷部内，该十字架受力时，该十字架相对于该上盖及该下盖有相对运动的趋势，该上盖及该下盖因阻挡该十字架避免其相对该上盖及该下盖运动而对该十字架上贴附的感应件产生压力。

本发明的多维力/力矩传感器的每一臂部上无需开孔，无需考量孔设计的尺寸，因此本发明的多维力/力矩传感器整体体积较小；本发明的多维力/力矩传感器中的每一臂部只需贴附四个感应件，节约了生产成本；本发明的多维力/力矩传感器在测力过程中采用将每一感应件受到的力/力矩均分解至三维坐标系中的X、Y、Z轴上，然后对X、Y、Z轴上的力进行向量的叠加以测得加工治具对工件进行组装或加工的力的大小，未忽略任何方向上的力，使得测量更加精确。

附图说明

图1是本实施方式中的多维力/力矩传感器的立体组装示意图。

图2是图1所示多维力/力矩传感器的部分分解示意图。

图3是图1所示多维力/力矩传感器的立体分解图。

图4是图2所示多维力/力矩传感器的另一视角的立体分解图。

主要元件符号说明