[发明专利]一种具有弹性体结构的六维力传感器

权利要求书

1.一种具有弹性体结构的六维力传感器，其特征在于，包括水平弹性梁(1)、中心垂直弹性梁(2)、加载轴(3)及外圈固定台(4)，所述水平弹性梁(1)为十字形结构，水平弹性梁(1)包括四个等长分支，所述中心垂直弹性梁(2)的一端固定在水平弹性梁(1)十字形结构的中心位置，且与十字形结构所在的面垂直，所述加载轴(3)安装在中心垂直弹性梁(2)的另一端，所述外圈固定台(4)为套设在水平弹性梁(1)外侧的圆环状部件，外圈固定台(4)包括内侧面(41)，水平弹性梁(1)的四个分支的末端固定在外圈固定台(4)的内侧面(41)上，水平弹性梁(1)的四个分支的末端均为S型结构，所述水平弹性梁(1)和中心垂直弹性梁(2)上还贴覆有应变片；所述水平弹性梁(1)的四个分支包括两个X向弹性梁分支(11)和两个Y向弹性梁分支(12)，两个X向弹性梁分支(11)在一条直线上，两个Y向弹性梁分支(12)在一条直线上，两个X向弹性梁分支(11)上的S型结构的开口方向相同，两个Y向弹性梁分支(12)上的S型结构的开口方向相同且与X向弹性梁分支(11)上的S型结构的开口方向垂直；所述两个X向弹性梁分支(11)结构完全相同且在对称的位置贴覆有相同的应变片；X向弹性梁分支(11)包括左侧面(111)和右侧面，左侧面(111)的中心轴线上贴覆有第一应变片(01)和第二应变片(02)，右侧面上与第一应变片 (01)和第二应变片(02)对应的位置分别贴覆有第三应变片和第四应变片；所述两个Y向弹性梁分支结构完全相同且在对称的位置贴覆有相同的应变片；Y向弹性梁分支(12)包括上表面(121)和下表面，上表面(121)的中心轴线上贴覆有第五应变片(05)和第六应变片(06)，下表面上与第五应变片(05)和第六应变片(06)对应的位置分别贴覆有第七应变片和第八应变片；所述中心垂直弹性梁(2)包括前侧面(21)、后侧面，前侧面(21)与后侧面分别朝向两个X向弹性梁分支(11)，前侧面(21)的中心轴线上贴覆有第九应变片(09)和第十应变片(10)，后侧面上与第九应变片(09)和第十应变片(10)对应的位置分别贴覆有第十一应变片和第十二应变片；所述加载轴(3)为圆柱体结构。

2.根据权利要求1所述的具有弹性体结构的六维力传感器，其特征在于，所述中心垂直弹性梁(2)和水平弹性梁(1)的四个分支均为横截面是正方形的四棱柱。

3.根据权利要求1所述的具有弹性体结构的六维力传感器，其特征在于，第一应变片(01)、第二应变片(02)、第三应变片、第四应变片、第五应变片(05)、第六应变片(06)、第七应变片、第八应变片、第九应变片(09)、第十应变片(10)、第十一应变片及第十二应变片均为相同的应变片。

4.根据权利要求1所述的具有弹性体结构的六维力传感器，其特征在于，设第一应变片(01)到Y向弹性梁分支(12)的距离为d1，设第五应变片(05)到中心垂直弹性梁(2)的距离为d2，设第九应变片(09)到X向弹性梁分支(11)的距离为d3，其中d1=d2=d3；设第二应变片(02)到Y向弹性梁分支(12)的距离为d4，设第六应变片(06)到中心垂直弹性梁(2)的距离为d5，设第十应变片(10)到X向弹性梁分支(11)的距离为d6，其中d4=d5=d6；且d1≠d4。

5.根据权利要求1或2所述的具有弹性体结构的六维力传感器，其特征在于，所述S型结构的厚度为1mm。

6.根据权利要求1或2所述的具有弹性体结构的六维力传感器，其特征在于，所述外圈固定台(4)上设有多个上下通孔，用于固定传感器。

7.根据权利要求1所述的具有弹性体结构的六维力传感器，其特征在于，所述X向弹性梁分支(11)末端的S型结构的开口方向为左右方向；所述Y向弹性梁分支(12)末端的S型结构的开口方向为上下方向。