[发明专利]六维力/力矩传感器、补偿装置及方法

权利要求书

1.一种六维力/力矩传感器，其特征在于，包括：传感器外壳(1)、传感器电路板(2)、传感器底座(3)以及传感器补偿运算模块；

传感器电路板(2)包括：惯性测量单元(21)，惯性测量单元(21)能够同时测量三轴角速度和三轴加速度；

传感器底座(3)包括：支架(31)；

传感器外壳(1)与传感器底座(3)装配连接，支架(31)固定安装于传感器底座(3)，传感器电路板(2)与支架(31)紧固连接，惯性测量单元(21)集成设置在传感器电路板(2)上；

传感器补偿运算模块与传感器电路板(2)相连接，所述传感器补偿运算模块能够进行负载(4)的重力、惯性力和惯性力矩补偿运算。

2.根据权利要求1所述的六维力/力矩传感器，其特征在于，传感器补偿运算模块设置于上位机或者集成设置于传感器电路板(2)上。

3.根据权利要求1所述的一种六维力/力矩传感器，其特征在于，所述传感器电路板(2)能够输出以下任一种或者任多种信号：

-模拟量信号；

-数字量信号。

4.一种补偿装置，其特征在于，包括：权利要求1至3任一项所述的六维力/力矩传感器。

5.根据权利要求4所述的补偿装置，其特征在于，还包括：负载(4)；

所述负载(4)与六维力/力矩传感器相互连接；

所述六维力/力矩传感器包括：传感器外壳(1)；

所述负载(4)与传感器外壳(1)紧固连接。

6.一种补偿方法，其特征在于，包括：

测速步骤：通过置于六维力/力矩传感器内部的惯性测量单元(21)测量负载(4)的三轴角速度和三轴加速度，获取三轴角速度参数和三轴加速度参数；

运算步骤：根据三轴角速度参数和三轴加速度参数，获取负载(4)的重力参数、惯性力参数和惯性力矩参数；

补偿步骤：根据负载(4)的重力参数、惯性力参数和惯性力矩参数，补偿重力、惯性力和惯性力矩至六维力/力矩至传感器。

7.根据权利要求6所述的补偿方法，其特征在于，测速步骤包括：

创建第一坐标系步骤：创建惯性测量单元(21)的坐标系；

创建第二坐标系步骤：创建传感器力测量基准坐标系；

创建第三坐标系步骤：创建负载(4)的质心坐标系。

8.根据权利要求7所述的补偿方法，其特征在于，测速步骤还包括：

微分步骤：对三轴角速度参数取微分，获取三轴角加速度参数；

所述三轴加速度参数为沿惯性测量单元(21)的坐标系的三个坐标轴的加速度参数；

所述三轴角加速度参数为绕惯性测量单元(21)的坐标系的三个坐标轴的角加速度参数。

9.根据权利要求6所述的补偿方法，其特征在于，运算步骤包括：

-获取重力、惯性力和惯性力矩步骤：根据三轴加速度和角加速度参数，获取负载(4)的重力参数、惯性力参数和惯性力矩参数在惯性测量单元(21)的坐标系下和负载(4)的质心坐标系下的表示；

-简化到坐标系步骤：将惯性测量单元(21)坐标系下和负载(4)的质心坐标系下表示的负载重力、惯性力和惯性力矩变换到传感器力测量基准坐标系下表示。

10.根据权利要求6所述的补偿方法，其特征在于，补偿步骤包括：

获取负载所受到的真实接触力及力矩步骤：将力传感器测量值减去在传感器力测量基准坐标系下表示的负载(4)的重力、惯性力和惯性力矩，获取以下信息：

-负载所受到的真实接触力信息；

-负载所受到的真实接触力矩信息。