[实用新型]加速度传感器

说明书

一种加速度传感器，包括上平台与下平台，在上平台与下平台之间设置有弹性体，在上平台上设置有球形质量块，所述弹性体为竖梁式结构，包括弹性连接杆，所述弹性连接杆包括上连杆、下连杆以及连接上连杆和下连杆的弹性部件，上连杆的上端连接在上平台上，下连杆的下端连接在下平台上，所述弹性部件为V型件，V型件的上端与上连杆连接，下端与下连杆连接，在应力集中点粘贴应变片。在使用时，将球形质量块设置在上平台上，施加加速度时，利用应力集中法将应力集中在弹性部件上，在弹性极限范围内，增加弹性部件的峰值应力，并在应力集中处张贴电阻应变片，大幅改善测量电路 和输入信号源，提高传感器的测量精度。在超出量测时，传感器可有效保护应力集中位置。

技术领域

本实用新型属于传感器技术技术，具体地说涉及一种类人机器人腕用多维惯性加速度传感器。

背景技术

类人机架人腕用多维传感器是一种小量程、小尺寸、高灵敏度的传感器。其在类人机器 人手腕上的作用：手与所握的物体的加速度产生的惯性力会对机器人手腕的运动产生影响，需要加速度传感器对加速度进行测量，并通过反馈装置提供给控制 系统 ，通过控制 系统 抵消对机器在人手腕产生影响的惯性力。

目前国内外研究的传感器可以大体分为并联式传感器与非并联式传感器。并联式力传感器的测量方式，当待测平台受到一个力时，待测平台与固定平台之间的弹性连接杆发生形迹，此时杆上的应变片随连接杆发生形变，测量电路和输出电信号，再根据传感器的转换由电信号反推出待测力的大小。并联式加速度传感器的测量方式，将待测平台换成质量块，在加速度传感器所安装的平台受到一个加速度时，质量块会出现一个惯性力，而加速度传感器的实质是测量质量块上的惯性力。最后再根据惯性矩阵推导出待测平台的加速度。

根据类人机器人腕用加速度传感器的实际使用情况，其量程在±1g，为小量程，高敏感度的传感器，因此 弹性元件在受到标定加速度时的应变应到过10e-3的数量级。加速度传感器安装 在机器 人手腕上，其体积应该在保证精度 的基础上控制在尽可能小的范围内。

目前不论是并联式传感器还是非并联式传感器，其传感器弹性体中均存在铰链连接、移动副设计，这样的连接结构较脆弱易破坏，在使用过程中被加载过高加速度时传感器结构的弹性连接杆应力集中位置容易被破坏。同时应力不集中。

发明内容

本实用新型提供一种加速度传感器，能够使应力集中在弹性体行测位置，并在应力集中部位安装应变片，能很好地改善测量电路的输入信号源，提高传感器的测量精度。能有效保护应力集中位置不被破坏。本实用新型可以使应力集中在V型杆的折角位置，并使杆上同时出现正负两种应变。在保护杆的作用下，可以使传感器在某些可能会超出量程的的环境下正常使用。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种加速度传感器，包括上平台与下平台之间，在上平台与下平台之间设置有弹性体，在上平台上设置有球形质量块，所述弹性体为竖梁式结构，包括弹性连接杆，所述弹性连接杆包括上连杆、下连杆以及连接上连杆和下连杆的弹性部件，上连杆的上端连接在上平台上，下连杆的下端连接在下平台上，所述弹性部件为V型件，V型件的上端与上连杆连接，下端与下连杆连接，在应力集中点粘贴应变片。

进一步的，所述弹性部件还包括V型件保护杆，V型件保护杆包括设置在V型件上部的上保护杆和设置在V型件下部的下保护杆，上保护杆与下保护杆卡接，上连杆、上保护杆、下保护杆和下连杆设置在同一竖直直线上。

进一步的，上连杆的下端、V型件的上端和上保护杆固定连接；下连杆的上端、V型件的下端和下保护杆的下端固定连接。

进一步的，V型件的上端插入上连杆的下端和上保护杆的上端之间，且通过螺栓连接；V型件的下端插入下连杆的上端和下保护杆的下端之间，且通过螺栓连接。

进一步的，所述弹性体至少为四个，平均设置在上平台与下平台之间。