CN109029818A - 具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台 - Google Patents

Abstract

本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其包括第一平台、第二平台、三个镶嵌式自对中垂向解耦测力分支、三个镶嵌式自对中水平解耦测力分支、三个支撑架；第一平台和第二平台呈圆形，均由蜂窝铝板加工制作而成，镶嵌式自对中水平解耦测力分支和镶嵌式自对中垂向解耦测力分支以及支撑架交错均布安装在第一平台与第二平台之间。本发明实现了上下钢球的对中定位和拉压双向测力的侧向测力解耦，而且使测力分支的加工制造工艺难度降低，安装调试简单，成本低；通过调节垫片厚度调节拉压预紧力，保证测力平台连续测量的精度。

Description

具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台。

背景技术

传感器可视作能够感受规定的被测量并可以按照一定规律将其转换成为可用输出信号的器件或装置。作为获取信息的重要工具，传感器在工业生产、国防建设和科学技术领域发挥着重要作用，是现代信息产业的三大支柱产业之一。六维力传感器即能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器，在国防以及工业中有着重要的作用。

在对六维力传感器研究中，其结构设计为核心问题，传感器的结构受到其应用场合的限制，而力敏感元件的形式和布置将直接影响到传感器的灵敏度、刚性、线性度、动态性能、维间耦合等关键因素，在很大程度上决定着传感器性能的好坏。专利ZL200810055347.0公开了一种整体预紧双层上下非对称七杆并联结构六维力传感器，采用了锥头式球面副，具有刚度高、测量精度高等优点，但是采用锥头式球面副使得传感器测力分支只能承受压力，且需在底盘上方布置相同测力分支以便传感器可测量六维力。ZL200910075789.6公开的一种过约束大量程并联六维测力平台，结构简单，测量精度高，适用于大量程测量场合，测力分支可承受拉力和压力，但是采用了传统球铰，关节间摩擦较大，影响测力平台的测量精度。CN201510828012.8正交自标定分支双球解耦六维测力平台采用双球解耦垂向测力分支与双球解耦水平测力分支机械解耦可实现双向受力，保证关节间为滚动摩擦，降低了关节摩擦耦合，但其测力平台包括四个垂向测力分支与四个水平测力分支，存在过约束问题，导致预紧复杂，降低了连续测量的精度，增加了标定调试难度，正交自标定分支双球解耦六维测力平台分支采用凹凸对镶式结构，其结构较为复杂，平台整体体积较大，重量较重，成本较高，不方便搬运使用。多维力传感器解耦复杂、测量精度低、体积大、不易搬运等缺点。。

发明内容

针对现有技术中不足之处，本发明的目的在于提供一种具有镶嵌式自对中解测力分支的测力平台，所述具有镶嵌式自对中解耦测力分支的测力平台为六维测力平台，其关节摩擦耦合小、重量轻、体积小、量程大、测量精度高、标定方便。

进一步，本发明实现了上下钢球的对中定位和拉压双向测力的侧向测力解耦，而且使测力分支的加工制造工艺难度降低，安装调试简单，成本低；通过调节垫片厚度调节拉压预紧力，保证测力平台连续测量的精度。

本发明的技术方案如下：

一种具有镶嵌式自对中测力分支的六维测力平台，其包括第一平台、第二平台、支撑架以及镶嵌式自对中测力分支；镶嵌式自对中测力分支中设置有多个对中解耦模块；所述对中解耦模块包括第一对中解耦模块、第二对中解耦模块、第三对中解耦模块和第四解耦模块；所述镶嵌式自对中测力分支包括镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和镶嵌式自对中水平解耦测力分支；所述第一对中解耦模块和第二对中解耦模块设置在镶嵌式自对中垂向解耦测力分支内；所述第三对中解耦模块和第四对中解耦模块设置在镶嵌式自对中水平解耦测力分支内；所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和镶嵌式自对中水平解耦测力分支以及支撑架交错均布安装在第一平台和第二平台之间。

优选地，所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的数量为三个，其分别为第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支；

所述镶嵌式自对中水平解耦测力分支的数量为三个，其分别为第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支和第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支；

所述支撑架的数量为三个，其分别为第一支撑架、第二支撑架和第三支撑架；

所述三个镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和三个镶嵌式自对中水平解耦测力分支以及三个所述支撑架交错均布安装在第一平台和第二平台之间。

优选地，第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第一支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第一支撑架、第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支；

第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第二支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二支撑架、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支，所述第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第一支撑架分别位于第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧；

第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第三支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第三支撑架、第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支，所述第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第二支撑架分别位于第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧；

所述第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第三支撑架分别位于第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧。

优选地，所述对中解耦模块包括对中保持架、钢球、对中导柱和弹簧；所述对中保持架上设有阶梯孔，所述对中导柱从保持架上的阶梯孔中伸出，所述弹簧压紧所述对中导柱；

所述对中导柱包括第一部分、第二部分和第三部分，所述对中导柱的第一部分的第一端伸出所述阶梯孔与所述钢球接触；所述对中导柱的第二部分与所述阶梯孔的孔壁贴合；所述对中导柱的第三部分伸入所述弹簧的内部，以便对弹簧起到约束及导向作用。

优选地，对中保持架上的阶梯孔的数量为四个；各阶梯孔的轴线处于同一平面且所述四个阶梯孔的四根轴线所在的平面与所述对中解耦模块的轴线垂直；所述四根轴线相互垂直且交于所述对中保持架的中心，所述对中导柱和所述弹簧成对安装在所述对中保持架的阶梯孔内，所述对中导柱被弹簧压紧使得所述对中导柱的第一端伸出所述阶梯孔，所述对中导柱的第一端的端面与设在所述对中保持架中心的所述钢球接触，使所述钢球保持在所述对中保持架的中心。

优选地，所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支包括第一连接法兰、解耦模块安装筒、挡圈、第一对中解耦模块、第二对中解耦模块、第一压头、第二压头、第三压头、预紧调节垫片、解耦模块安装筒底盖、第一拉压力传感器；

所述第一压头安装至解耦模块安装筒，在所述第一压头和所述解耦模块安装筒之间设置所述预紧调节垫片，所述第一压头穿过所述预紧调节垫片安装至所述解耦模块安装筒；

所述第一连接法兰的底部设置有两个月牙形通孔；两个月牙形通孔对称布置，所述两个月牙形通孔的中间为横梁，所述横梁的中心有第二孔；

所述第一连接法兰的法兰盘上设置有沿着圆周方向均匀布置的第三孔，紧固件从第三孔中穿过；

所述解耦模块安装筒的顶部设置有第一孔，所述解耦模块安装筒的筒壁的内侧为阶梯孔；所述解耦模块安装筒的底部设置有矩形通孔；在所述解耦模块安装筒的筒壁的下部设置与所述矩形通孔相连的矩形切口；所述矩形切口的中心线与所述解耦模块安装筒的轴线平行且所述矩形切口的中心线与所述解耦模块安装筒的底部垂直；

所述第三压头的外部为阶梯形，所述第三压头的下部与所述第一拉压力传感器连接；所述第二压头连接至所述第一连接法兰的所述横梁；所述第一对中解耦模块嵌入解耦模块安装筒内，并用卡环对所述解耦模块安装筒内的所述第一解耦模块进行定位；所述第二对中解耦模块嵌入所述第三压头内；所述解耦模块安装筒穿过所述第一连接法兰的底部的所述月牙形通孔与所述第三压头的外侧壁配合，所述解耦模块安装筒与所述解耦模块安装筒底盖连接后，与所述第三下压头固定在一起；所述对中模块安装筒内的第一对中解耦模块的钢球分别与所述第一压头的下端面和所述第二压头的上端面接触；所述第三压头内的第二对中解耦模块的钢球分别与所述第二压头的下端面和所述第三压头的阶梯孔的底面接触。

优选地，所述第一拉压力传感器为圆盘形；

优选地，第一对中解耦模块的中心连线、第二对中解耦模块的中心连线和圆盘形的第一拉压力传感器的中心线共线；调整所述第一压头和预紧调节垫片能够实现镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的预紧。

优选地，所述镶嵌式自对中水平解耦测力分支包括第一基座、第三对中解耦模块、第四对中解耦模块、第一解耦模块安装套、第二解耦模块安装套、预紧调节垫片、第四压头、第五压头、第六压头、垫板、第二拉压力传感器、第二基座；所述第一基座包括底部和连接件，两个连接件与底部垂直且所述两个连接件在底部对称布置，所述连接件上设置阶梯形连接孔，所述两个阶梯形连接孔的中心连线与所述底部平行；

所述第一基座的底部的中心设置矩形通孔；所述第一解耦模块安装套和所述第二解耦模块安装套的外表面均为台阶圆柱形结构，台阶圆柱形结构的台阶面上设置有螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴线方向与所述第一解耦合模块安装套的轴线方向平行；所述第一解耦模块安装套的内侧壁沿其轴线方向设置成阶梯形通孔，所述阶梯形通孔的第一部分为螺纹通孔，第一解耦模块安装套的内部沿着其中心线方向设置有阶梯孔；所述第四压头和所述第一解耦模块安装套之间设置预紧调节垫片；所述第三对中解耦模块嵌入在所述第一对中解耦模块安装套的内部；

所述第二解耦模块安装套的内侧壁沿其轴线方向设置成阶梯形通孔，所述阶梯形通孔的第一部分为螺纹通孔，所述第二解耦模块安装套的内部沿着其中心线方向设置有阶梯孔；所述第五压头和所述第二解耦模块安装套之间设置预紧调节垫片；所述第四对中解耦模块嵌入在所述第二对中解耦模块安装套的内部；

所述第三对中解耦模块嵌入所述第一解耦模块安装套内；所述第四对中解耦模块嵌入所述第二解耦模块安装套内；所述第一解耦模块安装套和所述第二解耦模块安装套分别与所述第一基座固连，所述第六压头与所述第二拉压力传感器固连，所述第二拉压力传感器与所述垫板以及所述第二基座固连；调节所述第一平台相对于所述第二平台的高度，使所述第一解耦模块安装套内对所述第三中解耦模块和所述第二解耦模块安装套内所述第四对中解耦模块的中心连线与所述第二拉压力传感器的中心线共线；

所述第一解耦模块安装套内所述第三对中解耦模块的钢球分别与所述第四压头第一部分的端部和所述第六压头的第一部分的端部接触，所述第二解耦模块安装套内对所述第四中解耦模块的钢球分别与所述第五压头的第一部分的端部和所述第六压头的第三部分的端部相接触；通过调节所述第四压头和所述第五压头以及各预紧调节垫片实现镶嵌式自对中水平解耦测力分支的预紧；所述第一基座与所述第一平台固连，所述第二基座与所述第二平台固连。

优选地，所述第二拉压力传感器为圆盘形。

优选地，所述第四压头为T字形结构，所述第四压头的第一部分伸入所述第一解耦模块安装套的阶梯形通孔的第一部分中；所述第五压头为T字形结构，所述第五压头的第一部分伸入所述第二解耦模块安装套的阶梯形通孔的第一部分中；所述第六压头的为T字型，所述所述第六压头包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第六压头的第二部分的外表面设置有外螺纹；

所述第二基座为T形结构。

本发明的有益效果如下：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过采用镶嵌式自对中解耦模块，不仅实现了上下钢球的对中定位和拉压双向测力的侧向测力解耦，而且使测力分支的加工制造工艺难度降低，安装调试简单，成本低；

2、上压头与解耦模块安装筒间设有预紧调节垫片，通过调节垫片厚度调节拉压预紧力，保证了垂向分支的预紧力稳定，左压头和右压头与解耦模块安装套间设有预紧调节垫片，通过调节垫片厚度调节拉压预紧力，保证了水平分支的预紧力稳定，从而保证测力平台连续测量的精度。

3、上平台和下平台均采用蜂窝铝板加工制作而成，使测力平台更加轻便。

附图说明

图1为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台的结构示意图。

图2为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台中镶嵌式自对中解耦测力分支的对中解耦模块的结构示意图。

图3为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台中镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的结构示意图的剖面图。

图4A为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台中镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的上连接法兰的结构示意图的主视图。

图4B为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台中镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的上连接法兰的结构示意图的侧视图。

图5为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台中镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的解耦模块安装筒的结构示意图。

图6为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台中镶嵌式自对中水平解耦测力分支的结构示意图的剖面图；

图7为根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台的镶嵌式自对中水平解耦测力分支的上基座的结构示意图。

具体实施方式

一种具有镶嵌式自对中测力分支的测力平台，其包括第一平台、第二平台、支撑架以及镶嵌式自对中测力分支；所述镶嵌式自对中测力分支包括镶嵌式自对中垂向解耦测力分支、镶嵌式自对中水平解耦测力分支。所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和镶嵌式自对中水平解耦测力分支以及支撑架交错均布安装在第一平台和第二平台之间。

优选地，所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的数量为三个，其分别为第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支。

优选地，所述镶嵌式自对中水平解耦测力分支的数量为三个，其分别为第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支和第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支。

优选地，所述支撑架的数量为三个，其分别为第一支撑架、第二支撑架和第三支撑架。

优选地，所述三个镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和三个镶嵌式自对中水平解耦测力分支以及三个支撑架交错均布安装在上下平台之间。

优选地，第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第一支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第一支撑架、第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支；

第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第二支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二支撑架、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支，所述第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第一支撑架分别位于第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧；

第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第三支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第三支撑架、第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支，所述第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第二支撑架分别位于第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧；

所述第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第三支撑架分别位于第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧。

根据本发明的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台中镶嵌式自对中解耦测力分支中设置有多个对中解耦模块，所述对中解耦模块包括第一对中解耦模块、第二对中解耦模块、第三对中解耦模块和第四解耦模块，所述第一对中解耦模块为上对中解耦模块，所述第二对中解耦模块为下对中解耦模块，所述第三对中解耦模块为左对中解耦模块，所述第四对中解耦模块为右对中解耦模块。

所述第一对中解耦模块和第二对中解耦模块设置在镶嵌式自对中垂向解耦测力分支内。

所述第三对中解耦模块和第四对中解耦模块设置在镶嵌式自对中水平解耦测力分支内。

所述对中解耦模块包括对中保持架、钢球、对中导柱和弹簧。

优选地，所述对中导柱为阶梯形，所述对中导柱包括第一部分、第二部分和第三部分，所述对中导柱的第一部分的第一端伸出所述阶梯孔与所述钢球接触。所述对中导柱的第二部分与阶梯孔的孔径较大的部分配合；所述对中导柱的第三部分伸入所述弹簧的内部，以便对弹簧起到约束及导向作用。

所述对中保持架上设有阶梯孔。

优选地，对中保持架上的阶梯孔的数量为四个；进一步，四个阶梯孔的轴线处于同一平面且所述四个阶梯孔的四根轴线所在的平面与所述对中解耦模块的轴线垂直。

所述四根轴线相互垂直且交于保持架的中心，对中导柱和弹簧成对安装在对中保持架的阶梯孔内，对中导柱被弹簧压紧使得对中导柱的第一端伸出所述阶梯孔，所述对中导柱的第一端的端面与设在对中保持架中心的钢球接触，使钢球保持在对中保持架的中心。

所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支包括第一连接法兰、解耦模块安装筒、挡圈、第一对中解耦模块、第二对中解耦模块、第一压头、第二压头、第三压头、预紧调节垫片、解耦模块安装筒底盖、第一拉压力传感器；

其中，第一对中解耦模块为上对中解耦模块，第二对中解耦模块为下对中解耦合模块，所述第一压头为上压头，所述第二压头为垂向中间压头，所述第三压头为下压头。第一连接法兰为上连接法兰。

第一压头安装至解耦模块安装筒，在第一压头和解耦模块安装筒之间设置预紧调节垫片，第一压头穿过预紧调节垫片安装至解耦模块安装筒。

优选地，第一压头穿过预紧调节垫片通过紧固件，例如，螺纹，安装至解耦模块安装筒上。

所述第一连接法兰的底部设置有月牙形通孔。

优选地，所述月牙形通孔的数量为两个，两个月牙形通孔对称布置，所述两个月牙形通孔的中间为横梁，所述横梁的中心有第二孔，进一步，所述第二孔为螺纹孔；

所述第一连接法兰的法兰盘上设置有均匀布置的第三孔，紧固件从第三孔中穿过。优选地，所述第三孔的数量为四个。所述四个第三孔沿着圆周方向均匀布置。

解耦模块安装筒的顶部设置有第一孔，所述第一孔为螺纹通孔，所述解耦模块安装筒的筒壁的内侧为阶梯孔。解耦模块安装筒的底部设置有矩形通孔；在所述解耦模块安装筒的筒壁的下部设置矩形切口，所述矩形切口的数量为两个，其分别设置在所述矩形通孔的两端；所述矩形切口的中心线与所述解耦模块安装筒的轴线平行且所述矩形切口的中心线与所述解耦模块安装筒的底部垂直。

第三压头的外部为阶梯形，所述第三压头的下部与第一拉压力传感器连接；优选地，所述第三压头的下部通过其外表面的螺纹与第一拉压力传感器进行连接。

第二压头与第一连接法兰的横梁通过紧固件，例如，螺纹紧固件，进行连接；第一对中解耦模块嵌入解耦模块安装筒内，并用卡环对解耦模块安装筒内的第一解耦模块进行定位；第二对中解耦模块嵌入第三压头内；解耦模块安装筒穿过第一连接法兰的底部的月牙形通孔与下压头外侧壁配合，解耦模块安装筒与解耦模块安装筒底盖连接后，且与下压头固定在一起；优选地，解耦模块安装筒通过紧固件，例如，螺栓，与解耦模块安装筒底盖连接并与第三压头固定。对中模块安装筒内的第一对中解耦模块的钢球分别与第一压头的下端面和第二压头的上端面接触；第三压头内的第二对中解耦模块的钢球分别与第二压头的下端面和第三压头的阶梯孔的底面接触，优选地，第三压头内的第二对中解耦模块的钢球分别与第二压头的下端面和第三压头的阶梯孔的底面的凸起相接触。

优选地，第一拉压力传感器为圆盘形。

第一对中解耦模块的中心连线、第二对中解耦模块的中心连线和圆盘形的第一拉压力传感器的中心线共线；通过调整所述第一压头以及预紧调节垫片以实现镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的预紧。

第二压头通过螺纹连接固定至第一连接法兰的横梁。第一连接法兰的横梁处的孔为螺纹孔，第二压头设置外螺纹，然后通过螺纹连接与第一连接法兰进行固连。

解耦模块安装筒的侧壁设置有两个矩形孔，两个矩形孔的中心点的连接线垂直于安装筒的中心线，设置矩形孔保证了解耦模块安装筒与安装筒底盖进行螺栓连接时的装配便捷性。

镶嵌式自对中水平解耦测力分支包括第一基座、第三对中解耦模块、第四对中解耦模块、第一解耦模块安装套、第二解耦模块安装套、预紧调节垫片、第四压头、第五压头、第六压头、垫板、第二拉压力传感器、第二基座；所述第一基座为左右对称结构，所述第一基座包括底部和连接件，两个连接件与底部垂直且所述两个连接件在底部对称布置。所述连接件上设置阶梯形连接孔。所述两个阶梯形连接孔的中心连线与所述底部平行。

其中，所述第一解耦模块安装套为左解耦模块安装套；所述第二解耦模块安装套为右解耦模块安装套；第三对中解耦模块为左对中解耦模块；所述第四对中解耦模块为右对中解耦模块；第四压头为左压头；第五压头为右压头；第六压头为水平中间压头；第一基座为上基座，第二基座为下基座。

第一基座的底部的中心设置矩形通孔；第一解耦模块安装套和第二解耦模块安装套的外表面均为台阶圆柱形结构，台阶圆柱形结构的台阶面上设置有螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴线方向与第一解耦合模块安装套的轴线方向平行。所述第一解耦模块安装套的内侧壁沿其轴线方向设置成阶梯形通孔，所述阶梯形通孔的第一部分为螺纹通孔，第一解耦模块安装套的内部沿着其中心线方向设置有阶梯孔；第四压头为T字形结构，第四压头的第一部分伸入第一解耦模块安装套的阶梯形通孔的第一部分中，也就是说，第四压头的第一部分的外表面设置有螺纹，所述第四压头与第一解耦模块安装套之间采用螺纹连接。所述第四压头和第一解耦模块安装套之间设置预紧调节垫片。第三对中解耦模块嵌入在第一对中解耦模块安装套的内部。即，第四第五压头均为螺栓结构，第一部分的外表面设置有螺纹。

优选地，所述第四压头的端面设置沉头孔，作为工具的操作孔。

第五压头的结构与第四压头的结构相同。

所述第二解耦模块安装套的内侧壁沿其轴线方向设置成阶梯形通孔，所述阶梯形通孔的第一部分为螺纹通孔，第二解耦模块安装套的内部沿着其中心线方向设置有阶梯孔；第五压头为T字形结构，第五压头的第一部分伸入第二解耦模块安装套的阶梯形通孔的第一部分中，也就是说，第五压头的第一部分的外表面设置有螺纹，所述第五压头与第二解耦模块安装套之间采用螺纹连接。所述第五压头和第二解耦模块安装套之间设置预紧调节垫片。第四对中解耦模块嵌入在第二对中解耦模块安装套的内部。

第六压头的为T字型，所述第六压头包括第一部分、第二部分和第三部分，第六压头的第二部分的外表面设置有外螺纹。

所述第二基座为T形结构；第四压头穿过预紧调节垫片安装在第一解耦模块安装套；第五压头穿过预紧调节垫片连接至第二解耦模块安装套。优选地，第四压头穿过预紧调节垫片通过螺纹安装在第一解耦模块安装套；第五压头穿过预紧调节垫片通过螺纹连接至第二解耦模块安装套。

第三对中解耦模块嵌入第一解耦模块安装套内；优选地，嵌入至第一对中解耦模块安装套内部的阶梯形通孔内。

第四对中解耦模块嵌入第二解耦模块安装套内；优选地，嵌入至第二对中解耦模块安装套内部的阶梯形通孔内。

第一解耦模块安装套和第二解耦模块安装套分别与第一基座固连，例如，分别通过螺栓与第一基座固连；第六压头通过第六压头第二部分上的外螺纹与第二拉压力传感器固连，第二拉压力传感器通过螺栓与垫板以及第二基座固连；调节第一平台相对于第二平台的高度，使第一解耦模块安装套内对第三中解耦模块和第二解耦模块安装套内第四对中解耦模块的中心连线与第二拉压力传感器的中心线共线；优选地，所述第二拉压力传感器为圆盘形。

第一解耦模块安装套内第三对中解耦模块的钢球分别与第四压头第一部分的端部和第六压头的第一部分的端部接触，第二解耦模块安装套内对第四中解耦模块的钢球分别与第五压头的第一部分的端部和第六压头的第三部分的端部相接触；通过调节第四压头和第五压头以及预紧调节垫片实现镶嵌式自对中水平解耦测力分支的预紧；第一基座与第一平台固连，第二基座与第二平台固连接。优选地，第一基座通过螺栓与第一平台固连，第二基座通过螺栓与第二平台固连。

根据本发明的实施例，如图1所示的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其包括三个镶嵌式自对中垂向解耦测力分支3，三个水平镶嵌式自对中水平解耦测力分支4，三个支撑架5，其分别通过紧固件，例如，螺栓连接或其他固定连接方式，均布交错安装至第一平台1和第二平台2中间。

图2中示出的镶嵌式自对中解耦测力分支中的对中解耦模块，各对中解耦模块的对中保持架11上设有四个阶梯孔，四个阶梯孔的中轴线处于同一平面、相互垂直且交于保持架的中心，对中导柱13和弹簧14成对安装在对中保持架的阶梯孔内，对中导柱被弹簧压紧使得对中导柱13的伸出端的端面与设在对中保持架11的中心的钢球12接触，使钢球12保持在对中保持架11的中心。

图3中示出了镶嵌式自对中垂向解耦测力分支，上压头25穿过预紧调节垫片28通过螺纹安装在如图5中示出的解耦模块安装筒22上；垂向中间压头26与图4A和图4B中示出的上连接法兰21的横梁212通过螺纹连接；横梁212的中心设置有第二孔213，例如，螺纹孔213；在上连接法兰21的法兰盘上设置有沿着法兰盘周向均匀设置的均匀布置的第三孔214，紧固件从第三孔214中穿过。优选地，所述第三孔的数量为四个。所述四个第三孔沿着圆周方向均匀布置。

第一对中解耦模块24嵌入解耦模块安装筒22和第二对中解耦模块20嵌入下压头27内,并用卡环23对解耦模块安装筒22内的解耦模块进行定位；解耦模块安装筒22穿过上连接法兰21底部月牙形通孔211与下压头7外圆配合，通过螺栓与解耦模块安装筒底盖29连接并与下压头27固定；解耦模块安装筒22内的第一对中解耦模块24的钢球分别与上压头25下端面和垂向中间压头26上端面接触；下压头27内的第二对中解耦模块20的钢球分别与垂向中间压头26下端面和下压头27阶梯孔内的上端面接触；解耦模块安装筒22内的第一对中解耦模块24与下压头27内的第二对中解耦模块20的中心连线和第一拉压力传感器100的中心线共线；上连接法兰21通过螺栓与第一平台1连接，第一拉压力传感器100通过螺栓与第二平台2连接。

图6中示出了镶嵌式自对中水平解耦测力分支，左压头36穿过预紧调节垫片35通过螺纹连接安装至第一解耦模块安装套，即左解耦模块安装套33；和右压头37穿过预紧调节垫片通过螺纹连接安装至第二解耦模块安装套，即右解耦模块安装套34上，第三对中解耦模块32嵌入第一解耦模块安装套33，且第四对中解耦模块30嵌入第二解耦模块安装套，即右解耦模块安装套34内，第一解耦模块安装套和第二解耦模块安装套分别通过螺栓与如图6中和图7中示出的第一基座固连，即与上基座31固连；第六压头，即水平中间压头38通过螺纹与第二拉压力传感器200固连，第二拉压力传感器200通过螺栓与垫板39以及下基座110固连；调节第一平台1相对于第二平台2的高度，使第一解耦模块安装套33内的第三对中解耦模块32和第二解耦模块安装套34内的第四对中解耦模块30中心连线与第二拉压力传感器200的中心线共线，第一解耦模块安装套33内的第三对中解耦模块32的钢球分别与左压头的位于第一解耦模块安装套内的端面和第六压头的第一部分的端面接触，第二解耦模块安装套内的第四对中解耦模块的钢球分别与右压头的位于第二解耦模块安装套内的端面和第六压头的第三部分的端面相接触；上基座通过螺栓与第一平台固连，下基座通过螺栓与下平台固连。所述第一基座31包括底部311和连接件312，两个连接件312与底部311垂直且所述两个连接件312在底部对称布置。所述连接件312上设置阶梯形连接孔313。所述两个阶梯形连接孔的中心连线与所述底部平行。。

优选地，第一平台和第二平台呈圆形，其均由蜂窝铝板加工制作而成。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种具有镶嵌式自对中测力分支的六维测力平台，其特征在于：包括第一平台、第二平台、支撑架以及镶嵌式自对中测力分支；镶嵌式自对中测力分支中设置有多个对中解耦模块；所述对中解耦模块包括第一对中解耦模块、第二对中解耦模块、第三对中解耦模块和第四解耦模块；

所述镶嵌式自对中测力分支包括镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和镶嵌式自对中水平解耦测力分支；所述第一对中解耦模块和第二对中解耦模块设置在镶嵌式自对中垂向解耦测力分支内；所述第三对中解耦模块和第四对中解耦模块设置在镶嵌式自对中水平解耦测力分支内；所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和镶嵌式自对中水平解耦测力分支以及支撑架交错均布安装在第一平台和第二平台之间。

2.如权利要求1所述的具有镶嵌式自对中测力分支的六维测力平台，其特征在于：所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的数量为三个，其分别为第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支；

所述镶嵌式自对中水平解耦测力分支的数量为三个，其分别为第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支和第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支；

所述支撑架的数量为三个，其分别为第一支撑架、第二支撑架和第三支撑架；

所述三个镶嵌式自对中垂向解耦测力分支和三个镶嵌式自对中水平解耦测力分支以及三个所述支撑架交错均布安装在第一平台和第二平台之间。

3.如权利要求2所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第一支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第一支撑架、第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支；

第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第二支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第二支撑架、第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支，所述第二镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第一支撑架分别位于第一镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧；

第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支位于第三支撑架的两侧，沿着逆时针方向依次为第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支、第三支撑架、第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支，所述第三镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第二支撑架分别位于第二镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧；

所述第一镶嵌式自对中水平解耦测力分支与第三支撑架分别位于第三镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的两侧。

4.如权利要求3所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：

所述对中解耦模块包括对中保持架、钢球、对中导柱和弹簧；所述对中保持架上设有阶梯孔，所述对中导柱从保持架上的阶梯孔中伸出，所述弹簧压紧所述对中导柱；

所述对中导柱包括第一部分、第二部分和第三部分，所述对中导柱的第一部分的第一端伸出所述阶梯孔与所述钢球接触；所述对中导柱的第二部分与所述阶梯孔的孔壁贴合；所述对中导柱的第三部分伸入所述弹簧的内部，以便对弹簧起到约束及导向作用。

5.如权利要求4所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：对中保持架上的阶梯孔的数量为四个；各阶梯孔的轴线处于同一平面且所述四个阶梯孔的四根轴线所在的平面与所述对中解耦模块的轴线垂直；所述四根轴线相互垂直且交于所述对中保持架的中心，所述对中导柱和所述弹簧成对安装在所述对中保持架的阶梯孔内，所述对中导柱被弹簧压紧使得所述对中导柱的第一端伸出所述阶梯孔，所述对中导柱的第一端的端面与设在所述对中保持架中心的所述钢球接触，使所述钢球保持在所述对中保持架的中心。

6.如权利要求5所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：所述镶嵌式自对中垂向解耦测力分支包括第一连接法兰、解耦模块安装筒、挡圈、第一对中解耦模块、第二对中解耦模块、第一压头、第二压头、第三压头、预紧调节垫片、解耦模块安装筒底盖、第一拉压力传感器；

所述第一压头安装至解耦模块安装筒，在所述第一压头和所述解耦模块安装筒之间设置所述预紧调节垫片，所述第一压头穿过所述预紧调节垫片安装至所述解耦模块安装筒；

所述第一连接法兰的底部设置有两个月牙形通孔；两个月牙形通孔对称布置，所述两个月牙形通孔的中间为横梁，所述横梁的中心有第二孔；

所述第一连接法兰的法兰盘上设置有沿着圆周方向均匀布置的第三孔，紧固件从第三孔中穿过；

所述解耦模块安装筒的顶部设置有第一孔，所述解耦模块安装筒的筒壁的内侧为阶梯孔；所述解耦模块安装筒的底部设置有矩形通孔；在所述解耦模块安装筒的筒壁的下部设置与所述矩形通孔相连的矩形切口；所述矩形切口的中心线与所述解耦模块安装筒的轴线平行且所述矩形切口的中心线与所述解耦模块安装筒的底部垂直；

所述第三压头的外部为阶梯形，所述第三压头的下部与所述第一拉压力传感器连接；所述第二压头连接至所述第一连接法兰的所述横梁处；所述第一对中解耦模块嵌入解耦模块安装筒内，并用卡环对所述解耦模块安装筒内的所述第一解耦模块进行定位；所述第二对中解耦模块嵌入所述第三压头内；所述解耦模块安装筒穿过所述第一连接法兰的底部的所述月牙形通孔与所述第三压头的外侧壁配合，所述解耦模块安装筒与所述解耦模块安装筒底盖连接后，与所述第三下压头固定在一起；所述对中模块安装筒内的第一对中解耦模块的钢球分别与所述第一压头的下端面和所述第二压头的上端面接触；所述第三压头内的第二对中解耦模块的钢球分别与所述第二压头的下端面和所述第三压头的阶梯孔的底面接触。

7.如权利要求6所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：所述第一拉压力传感器为圆盘形。

8.如权利要求7所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：第一对中解耦模块的中心连线、第二对中解耦模块的中心连线和圆盘形的第一拉压力传感器的中心线共线；调整所述第一压头和预紧调节垫片能够实现镶嵌式自对中垂向解耦测力分支的预紧。

9.如权利要求8所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：所述镶嵌式自对中水平解耦测力分支包括第一基座、第三对中解耦模块、第四对中解耦模块、第一解耦模块安装套、第二解耦模块安装套、预紧调节垫片、第四压头、第五压头、第六压头、垫板、第二拉压力传感器、第二基座；所述第一基座包括底部和连接件，两个连接件与底部垂直且所述两个连接件在底部对称布置，所述连接件上设置阶梯形连接孔，所述两个阶梯形连接孔的中心连线与所述底部平行；

所述第一基座的底部的中心设置矩形通孔；所述第一解耦模块安装套和所述第二解耦模块安装套的外表面均为台阶圆柱形结构，台阶圆柱形结构的台阶面上设置有螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴线方向与所述第一解耦模块安装套的轴线方向平行；所述第一解耦模块安装套的内侧壁沿其轴线方向设置成阶梯形通孔，所述阶梯形通孔的第一部分为螺纹通孔，第一解耦模块安装套的内部沿着其中心线方向设置有阶梯孔；所述第四压头和所述第一解耦模块安装套之间设置预紧调节垫片；所述第三对中解耦模块嵌入在所述第一对中解耦模块安装套的内部；

所述第二解耦模块安装套的内侧壁沿其轴线方向设置成阶梯形通孔，所述阶梯形通孔的第一部分为螺纹通孔，所述第二解耦模块安装套的内部沿着其中心线方向设置有阶梯孔；所述第五压头和所述第二解耦模块安装套之间设置预紧调节垫片；所述第四对中解耦模块嵌入在所述第二对中解耦模块安装套的内部；

所述第三对中解耦模块嵌入所述第一解耦模块安装套内；所述第四对中解耦模块嵌入所述第二解耦模块安装套内；所述第一解耦模块安装套和所述第二解耦模块安装套分别与所述第一基座固连，所述第六压头与所述第二拉压力传感器固连，所述第二拉压力传感器与所述垫板以及所述第二基座固连；调节所述第一平台相对于所述第二平台的高度，使所述第一解耦模块安装套内对所述第三中解耦模块和所述第二解耦模块安装套内所述第四对中解耦模块的中心连线与所述第二拉压力传感器的中心线共线；

所述第一解耦模块安装套内所述第三对中解耦模块的钢球分别与所述第四压头第一部分的端部和所述第六压头的第一部分的端部接触，所述第二解耦模块安装套内对所述第四中解耦模块的钢球分别与所述第五压头的第一部分的端部和所述第六压头的第三部分的端部相接触；通过调节所述第四压头和所述第五压头以及各预紧调节垫片实现镶嵌式自对中水平解耦测力分支的预紧；所述第一基座与所述第一平台固连，所述第二基座与所述第二平台固连。

10.如权利要求9所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：所述第二拉压力传感器为圆盘形。

11.如权利要求10所述的具有镶嵌式自对中解耦测力分支的六维测力平台，其特征在于：所述第四压头为T字形结构，所述第四压头的第一部分伸入所述第一解耦模块安装套的阶梯形通孔的第一部分中；所述第五压头为T字形结构，所述第五压头的第一部分伸入所述第二解耦模块安装套的阶梯形通孔的第一部分中；所述第六压头的为T字型，所述第六压头包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第六压头的第二部分的外表面设置有外螺纹；

所述第二基座为T形结构。