[发明专利]多自由度力传感器

权利要求书

1.一种载荷传感器，包括：

第一板和第二板；

多个单轴载荷单元，该多个单轴载荷单元包括第一、第二和第三单轴载荷单元，其中，第一、第二和第三单轴载荷单元中的每个都被设置在第一板和第二板之间并沿着第一轴取向；和

多个约束关节，该多个约束关节被联接到第一板和第二板，该多个约束关节被构造为抑制第一板相对于第二板在垂直于第一轴的方向上的平移并构造为抑制第一板相对于第二板绕第一轴的旋转。

2.根据权利要求1所述的载荷传感器，其中，多个约束关节包括至少一个球形约束部。

3.根据权利要求2所述的载荷传感器，其中，至少一个球形约束部设置在多个单轴载荷单元的质心处。

4.根据权利要求1所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元还包括第四单轴载荷单元，其中，第四单轴载荷单元设置在第一板和第二板之间并且沿着第一轴取向。

5.根据权利要求4所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元中的每个设置在第一板的拐角处。

6.根据权利要求1所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元中的每个设置在第一板的拐角处。

7.根据权利要求1所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元被构造为测量沿着第一轴的力。

8.根据权利要求1所述的载荷传感器，还包括：

输出接口，该输出接口被构造为将从多个单轴载荷单元输出的信号提供到处理器，其中，处理器被构造为计算绕第二轴和第三轴的力矩，其中第二轴和第三轴每个都垂直于第一轴，以及其中第二轴垂直于第三轴。

9.根据权利要求1所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元中的每个都通过球形约束部而联接到第一板和第二板。

10.根据权利要求1所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元中的每个都通过单向约束部联接到第一板和第二板。

11.根据权利要求1所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元中的每个被构造为测量沿第一轴的压缩力和拉力。

12.根据权利要求4所述的载荷传感器，其中，多个单轴载荷单元还包括沿着垂直于第一轴的第二轴取向的第五单轴载荷单元。

13.根据权利要求12所述的载荷传感器，还包括沿第二轴和第三轴取向的双轴载荷单元，其中第三轴垂直于第一轴和第二轴二者。

14.根据权利要求13所述的载荷传感器，其中，多个约束关节中的每个与多个单轴载荷单元和/或双轴载荷单元中的至少一个共同定位。

15.一种用于确定施加到机器人的一部分上的一个或多个力/扭矩的方法，该方法包括：

通过多个单轴载荷单元感测施加到机器人的该一部分的力，该多个单轴载荷单元包括沿着第一轴取向并设置在第一板和第二板之间的第一、第二和第三单轴载荷单元，其中第一板和第二板受到设置在第一板和第二板之间的多个约束关节的约束，其中多个约束关节被构造为抑制在第一板和第二板之间在垂直于第一轴的方向上的相对平移并被构造为抑制在第一板和第二板之间绕第一轴的相对旋转；

基于多个单轴载荷单元的所感测到的输出来确定沿着第一轴的力；

基于多个单轴载荷单元的所感测到的输出来确定绕第二轴和第三轴的力矩，其中第二和第三轴每个都垂直于第一轴，以及其中第二轴垂直于第三轴；和

至少部分地基于所确定的力和力矩来调节机器人的操作。