[发明专利]一种并联式六维加速度传感器

说明书

本发明属于并联机构技术领域，具体涉及一种并联式六维加速度传感器。所述基于弹簧移动副的并联式六维加速度传感器包括球形质量块、基座和多个弹性伸缩杆，多个所述弹性伸缩杆的第一端分别与所述球形质量块连接，且多个所述弹性伸缩杆的第一端分别沿所述球形质量块的赤道面排布，多个所述弹性伸缩杆的第二端分别与所述基座连接，所述弹性伸缩杆内固定设有压力传感器，所述压力传感器与所述弹性伸缩杆的伸缩端相对设置，且所述伸缩端与所述压力传感器之间通过弹性连接件连接，通过所述压力传感器检测所述弹性伸缩杆所产生的应力变化值。本发明的并联式六维加速度传感器有效解决了现有六维加速度传感器刚度大所导致的灵敏度低的技术问题。

技术领域

本发明属于并联机构技术领域，涉及一种加速度传感器，具体涉及一种并联式六维加速度传感器。

背景技术

近年来，随着人工智能的发展，市场对机械装置的智能性、精准性、空间尺寸的要求越来越高。六维加速度传感器在机械工程领域广泛地应用，在惯性导航系统、灵巧机器人手腕关节、航空航天、车辆失稳预警和视觉系统等领域都有着大量的市场需求。

并联结构相对于串联机构，具有更高的刚度、负载能力和准确性，在六维加速度传感器研究中被广泛应用。现有的六维加速度传感器，并联机构刚度大使得输出应力应变值小，导致传感器的抗耦合性和灵敏度不够高。为了顺应市场需求和发展趋势，需要通过结构上的创新，改进并联机构的这些不足，进而提升加速度传感器的整体性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的是现有六维加速度传感器刚度大所导致的灵敏度低的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种并联式六维加速度传感器，包括球形质量块、基座和多个弹性伸缩杆，多个所述弹性伸缩杆的第一端分别与所述球形质量块连接，且多个所述弹性伸缩杆的第一端分别沿所述球形质量块的赤道面排布，多个所述弹性伸缩杆的第二端分别与所述基座连接，所述弹性伸缩杆内固定设有压力传感器，所述压力传感器与所述弹性伸缩杆的伸缩端相对设置，且所述伸缩端与所述压力传感器之间通过弹性连接件连接，通过所述压力传感器检测所述弹性伸缩杆所产生的应力变化值。

进一步地，所述弹性伸缩杆的第一端通过第一柔性铰链与所述球形质量块可拆卸地连接，所述弹性伸缩杆的第二端通过第二柔性铰链与所述基座可拆卸地连接。

进一步地，所述第一柔性铰链和第二柔性铰链均包括柔性铰链本体以及分别设于所述柔性铰链本体两端的球头和螺柱，所述球形质量块和基座分别设有与所述第一柔性铰链和第二柔性铰链的球头相旋转配合的球窝，所述弹性伸缩杆的第一端与所述第一柔性铰链的螺柱螺纹连接，所述弹性伸缩杆的第二端与所述第二柔性铰链的螺柱螺纹连接。优选的，所述弹性伸缩杆的第一端和第二端分别设有与相应的螺柱进行螺纹配合的内螺纹。

进一步地，所述球形质量块沿其球体的赤道面设有多个凸台，所述球形质量块的球窝设于对应的所述凸台上。优选的，所述球形质量块的球窝设于所述凸台的下方(更优选为凸台的中心面略微下方)，以确保所述弹性伸缩杆的轴线能够延伸至所述球形质量块的赤道面与外表面的相交处，从而减小理论模型与实体模型的误差。

更优选的，所述凸台包括两个上连接块，两个所述上连接块通过螺栓进行连接，所述球形质量块的球窝构造于两个所述上连接块的连接处，并且其中一个所述上连接块与球形质量块加工成一体。

优选的，所述基座的外观呈六边形，所述基座的每个侧板的外缘均设有下连接块，所述基座的球窝构造于所述下连接块与基座的侧板之间的连接处。更优选的，所述下连接块通过紧固螺钉与所述侧板可拆卸地连接。

进一步地，所述柔性铰链本体由柔性材质制成，该柔性材质优选为铍青铜。