[发明专利]一种高过载保护力传感器

说明书

本发明涉及一种高过载保护力传感器，所述力传感器包括外部框架、内部平台和设置于所述外部框架和内部平台之间的若干弹性梁，所述力传感器包括周向分布的多个过载保护部，所述过载保护部包括所述外部框架部分向内延伸与所述内部平台部分向外延伸形成的具有间隙的配合面。本发明的有益效果是：力传感器的结构简单、易于加工、过载性能好。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种高过载保护力传感器。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，机器人越来越多的应用于各种场合，例如搬运、焊接、检测等，机器人愈加丰富的应用场景要求其更具智能化、精准化，随之而来的是对机器人执行机构末端的力控需求的增多。

力传感器能够设置于机器人执行机构末端，以满足其力控需求。目前，力传感器已成为一重点研究方向，关于力传感器的结构设计，尤其是对弹性梁的设计方案层出不穷，但对于力传感器的过载保护设计相对较少。力传感器的过载保护结构具有重要意义，将直接关系使用力传感器的安全性，研究力传感器的安全性对于机器人领域，尤其是对安全性要求极高的协作机器人而言，具有重要意义。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中对力传感器的过载保护结构普遍较为复杂。例如，公告号为CN103528726B的专利提供了一种过载保护结构，通过在过载保护梁及外梁上开设与保护销配合的保护孔，且保护销与过载保护梁为过盈配合、与外环工具通孔为间隙配合，该方案的过载保护结构刚度大、间隙可调，但是存在结构较为复杂、加工难度大的问题。

因此，有必要设计一种结构简单、易于实现、过载性能好的力传感器。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单、易于实现、过载性能好的力传感器。

本发明可采用如下技术方案：一种力传感器，包括外部框架、内部平台和设置于所述外部框架和内部平台之间的若干弹性梁，所述力传感器包括周向分布的多个过载保护部，所述过载保护部包括所述外部框架部分向内延伸与所述内部平台部分向外延伸形成的具有间隙的配合面。

进一步的，所述多个过载保护部包括第一过载保护部和第二过载保护部，所述第一过载保护部至少用于限制所述力传感器沿竖直方向的位移，所述第二过载保护部至少用于限制所述力传感器沿水平方向的位移。

进一步的，所述第一过载保护部能够将竖直方向的位移至少部分的转化为水平方向的位移，所述第一过载保护部和第二过载保护部共同作用以限制所述力传感器沿竖直方向的位移。

进一步的，所述第一过载保护部包括具有间隙的配合斜面，所述配合斜面与竖直方向形成不为90度且不为180度的夹角。

进一步的，所述第二过载保护部的配合面为配合斜面或配合曲面，所述第二过载保护部的配合面垂直于水平面。

进一步的，所述第二过载保护部包括对称的配合斜面或配合曲面。

进一步的，所述多个过载保护部包括成对设置的第一过载保护部和成对设置的第二过载保护部，以共同限制力传感器不同方向的位移或扭转。

进一步的，所述成对设置的第一过载保护部相对于力传感器的中心对称或反对称，和/或，所述成对设置的第二过载保护部相对于力传感器的中心对称或反对称。

进一步的，所述第一过载保护部包括沿竖直方向的配合阶梯面。

进一步的，所述过载保护部包括配合斜面，所述第一过载保护部的配合斜面与所述第二过载保护部的配合斜面倾斜方向不同，以限制所述力传感器不同方向的位移或扭转。

进一步的，所述力传感器包括四个呈十字分布的弹性梁，所述过载保护部设置于相邻的弹性梁之间。

进一步的，所述力传感器形成为扭矩传感器、三维力传感器或六维力传感器。