[实用新型]一种新型结构低耦合三维力传感器

说明书

本实用新型公开了一种新型结构低耦合三维力传感器，包括底板，所述底板中心设置有通槽，所述通槽上方设置有环形板，所述环形板上端面前后侧固定连接有纵竖梁，所述环形板上端面左右两侧固定连接有横竖梁，所述纵竖梁和横竖梁上端固定连接有应变块，所述应变块上方设置有顶块，所述顶块和应变块之间设置有固定块，所述应变块前后端面设置有纵安装孔，所述应变块左右两端面设置有横安装孔，所述顶块上端面一体化设置有顶板，所述顶板中间设置有上安装孔，所述纵安装孔、横安装孔和上安装孔内安装有剪应力应变片，结构简单，构造清晰易懂，测量精度高，体积小，量程大，成本低，低耦合，值得推广。

技术领域

本实用新型涉及力传感器领域，具体为一种新型结构低耦合三维力传感器。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，单向的力传感器在电控应用中逐渐满足不了要求，比如在精细表面研磨，机器人焊接等领域多轴力传感器的应用越来越广泛。使用的比较多的有两维，三维，和六维力传感器。

对于多轴力传感器，由于加载面共用，在测量时其内部的每一个应变梁都共同承担多维度的应力，这样导致在测量时即使只加载X方向压力，其余测量的分量也会输出一定的电压干扰，导致多维力传感器单向的精度虽然高，但是各轴间耦合严重降低了整体综合精度。对于这种耦合干扰，可以通过软件算法标定后实时修正称之为解耦，但是操作复杂成本高昂，通常只在高端的六维力传感器上应用。两维力和三维力传感器在成本相对低廉的情况下能满足大部分多维力测量场合，在没有配套软件解耦的情况下可以通过改进传感器本身的结构来尽量降低干扰误差，提高测量精度，因此，需要一种新型结构低耦合三维力传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型结构低耦合三维力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型结构低耦合三维力传感器，包括底板，所述底板中心设置有通槽，所述通槽上方设置有环形板，所述环形板上端面前后侧固定连接有纵竖梁，所述环形板上端面左右两侧固定连接有横竖梁，所述纵竖梁和横竖梁上端固定连接有应变块，所述应变块上方设置有顶块，所述顶块和应变块之间设置有固定块，所述应变块前后端面设置有纵安装孔，所述应变块左右两端面设置有横安装孔，所述顶块上端面一体化设置有顶板，所述顶板中间设置有上安装孔，所述纵安装孔、横安装孔和上安装孔内安装有剪应力应变片。

优选的，所述底板上四周设置有若干下连接孔，所述顶板上四周设置有若干上连接孔。

优选的，所述应变块内设置有空腔，所述空腔内上下两侧壁之间固定连接有支撑块。

优选的，所述剪应力应变片包括基体，所述基体上端面连接有两组连接引线，两组连接引线之间连接有金属电阻应变丝，所述金属电阻应变丝上方设置有保护层。

优选的，所述基体采用纸、胶膜、玻璃纤维布。

优选的，所述保护层采用绝缘胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，构造清晰易懂，传感器受到X向的力时，前后相对的两个纵竖梁受到较大的剪应力，通过前后侧纵安装孔内安装的剪应力应变片测得X向的力，传感器受到Y向的力时，左右相对的两个横竖梁受到较大的剪应力，通过左右侧横安装孔内安装的剪应力应变片测得Y向的力，传感器受到Z向的力时，上安装孔内安装的剪应力应变片测得Z向的力，最终实现三维力的测量，测量精度高，体积小，量程大，成本低，低耦合，值得推广。

附图说明

图1为一种新型结构低耦合三维力传感器的立体结构示意图；

图2为一种新型结构低耦合三维力传感器的主视图结构示意图；

图3为一种新型结构低耦合三维力传感器的仰视图结构示意图；