[发明专利]一种六维力传感器标定装置及其标定方法

说明书

本发明公开了一种六维力传感器标定装置及其标定方法，该装置通过将六维力传感器装载在标定加载板与标定台底座之间，并采用至少一个力加载装置对标定加载板施加压力，能够实现对六维力传感器进行标定；以加压装置作为加载力源，一方面加载力大，适用于对大载荷的六维力传感器进行加载标定；另一方面，加压装置也能够实现六维力的连续线性加载；另外，该装置只需设置两个力加载装置，并通过调整加载力的方向，即可实现各维力和力矩分量单独加载标定和六维力分量混合加载，有效减少了加载力源的数量，降低结构的复杂性。该装置结构简单，方便拆卸组合，能够灵活的对六维力传感器进行标定。

技术领域

本发明属于传感器标定技术领域，具体涉及一种六维力传感器标定装置及其标定方法。

背景技术

六维力传感器可以同时测量空间内三维力和三维力矩信息，在国防科技、汽车电子、机械加工等各个领域有着广泛的应用。在航空航天领域，六维力传感器可用于飞行模拟器风洞试验，也可用于测量直升机的旋翼升力。六维力传感器加工好后，需要对传感器进行标定，确定传感器的输入与输出之间的关系，标定加载装置的精度对传感器的测量精度有直接影响，因此研究标定加载精度高的标定装置具有很大的应用前景。

目前国内六维力传感器的标定加载装置主要有砝码式、龙门式、测力环式、Stewart平台式等。

专利CN102749168B公开了一种砝码式无耦合六维力传感器的组合式标定装置,采用杠杆原理和滑轮组控制施加标定加载力的方向，实现各个方向单维力的单独标定,由于采用砝码作为加载力源，标定加载力的量程较小，同时不能实现连续加载，仅适用于中小量程的六维力传感器的标定。专利CN1727861A公开了一种龙门式支撑六维力传感器标定装置,它采用滑轮升降式加载绳索连接加载减速机，通过调节滑轮位置可实现对六维力传感器的广义加载标定,但加载绳索与水平面之间的角度和待标定传感器之间的相对位置难以保证足够的精度,从而影响标定精度。公开号CN104280187A的专利申请公开了一种基于Stewart平台的六维力传感器标定装置，采用六个电动推缸作为加载力源。它可以实现空间任意六维力加载，标定装置与待标定传感器进行一次装夹即可进行试验，具有结构紧凑的优点，但是在任意六维力加载时，必须六个电动推缸一起动作，所需电动推缸较多，布局困难，同步控制复杂。

综上所述,现有的六维力传感器标定装置尚存在标定加载力范围较小，标定力和力矩精度不高、所需加载力源较多而标定加载装置结构复杂的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种六维力传感器标定装置，该标定装置仅通过两个加载力源即可实现各维力和力矩分量单独加载和六维力分量混合加载，同时满足较大范围的标定加载力和力矩的需求。

技术方案：本发明所述的一种六维力传感器标定装置，包括标定台底座、标定加载板以及至少一个力加载装置，所述标定加载板位于所述标定台底座的上方，标定加载板与标定台底座之间形成六维力传感器的置放空间；所述力加载装置包括加压装置、用以固定加压装置的固定装置、连接件以及标准单维力传感器，所述加压装置的执行端通过所述连接件可拆卸的连接于所述标准单维力传感器的受力端，加压装置用以对标准单维力传感器施加压力或拉力；所述标定加载板在围绕标定加载板的中心轴线的同心圆周上设置有与所述力加载装置连接的加载块，所述加载块连接在标准单维力传感器的另一端用以将力加载装置加载的力沿着标准单维力传感器的中心轴线的方向传递到标定加载板上。

有益效果：本发明通过设置标定台底座与标定加载板，且两者之间形成六维力传感器的置放空间，采用至少一个力加载装置对标定加载板加载不同方向的力，可以实现对六维力传感器进行标定；同时，以加压装置作为加载力源，加载力大，从而适用于对大载荷的六维力传感器进行加载标定；并且，通过线性调节加压装置施加的力，能够实现六维力的连续线性加载。该装置仅需要通过设置两个力加载装置，并调整加载力的方向，即可实现各维力和力矩分量单独加载标定和六维力分量混合加载，有效减少了加载力源的数量，降低结构的复杂性。该装置结构简单，方便拆卸组合，能够灵活的对六维力传感器进行标定。