CN111195831A - 一种应变式集成化三维车削力传感器 - Google Patents

一种应变式集成化三维车削力传感器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应变式集成化三维车削力传感器，包括：传感器本体前端、传感器本体后端、横向十角环弹性敏感元件、纵向十角环弹性敏感元件、半导体电阻应变计；横向十角环弹性敏感元件沿传感器本体后端的横向排布，纵向十角环弹性敏感元件沿传感器本体后端的纵向排布，横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件垂直，且横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件连接为一体；横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件连接于传感器本体前端与传感器本体后端之间；半导体电阻应变计粘贴于横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件的表面。本发明中的传感器可以对三维切削力进行精确测量，且结构简单、易安装、通用性强。

Description

一种应变式集成化三维车削力传感器
技术领域
本发明涉及智能制造装备技术领域，更具体的说是涉及一种应变式集成化三维车削力传感器。
背景技术
近年来，智能制造成为我国制造业由“大”转“强”的主攻方向之一，而高档数控机床是智能制造必不可少的智能装备。机床加工过程中车刀与工件之间产生摩擦，刀具的切削能力会逐渐降低，切削力逐渐增大，进而影响加工精度。对机床切削过程中产生的切削力进行实时在线的监测，便能及时的调整切削参数，提高加工精度，实现智能加工。
实现对三维切削力的精准测量，难点在于如何保证传感器兼具高灵敏度和高固有频率，以及如何消除或减小测量过程中各切削分量之间的交叉干扰。如果想要对高档数控机床提供器件支持，就要提高传感器的性能。
因此，研究出一种可以对车削过程进行实时、在线监测与反馈，提高测量精度的应变式集成化三维车削力传感器是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
现有的技术一般是利用四个八角半环弹性敏感元件通过螺栓固定从而形成双正交八角环弹性敏感元件，将三维车削力分量解耦到两个互相垂直的八角环平面上，而这种结构有着较大的缺陷，首先，通过四个八角半环通过螺栓固定形成两个相互垂直的八角环，在用螺栓固定的时候，两个八角半环所形成的水平八角环和两个半环形成的竖直八角环之间不是完全对称的，并且水平八角环和竖直八角环也不是完全相互垂直的，这就导致会产生较大误差，其次，靠螺栓连接的八角半环在实际测量时的刚度较小，动态性能较差。有鉴于此，本发明提供了一种测量精度更高，且测量准确的应变式集成化三维车削力传感器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种应变式集成化三维车削力传感器，包括：传感器本体前端、传感器本体后端、横向十角环弹性敏感元件、纵向十角环弹性敏感元件、半导体电阻应变计；
所述传感器本体前端远离所述传感器本体后端的一侧与车刀连接；
所述横向十角环弹性敏感元件沿所述传感器本体后端的横向排布，所述纵向十角环弹性敏感元件沿所述传感器本体后端的纵向排布，所述横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件垂直，且所述横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件连接为一体；
所述横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件连接于所述传感器本体前端与传感器本体后端之间；
所述半导体电阻应变计粘贴于所述横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件的表面。
采用上述技术方案的有益效果是，本发明中横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件垂直连接构成双正交十角环弹性敏感元件，采用互相垂直的横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件，可以实现三维车削力的独立测量，还可以减小各向力之间的相互影响和耦合，并且所述的正交十角环弹性敏感元件是一个整体，在保证了一定的刚度条件下，灵敏度更高，测量误差较小，精度更高。
优选的，所述横向十角环弹性敏感元件包括：第一横向十角半环弹性敏感元件、第二横向十角半环弹性敏感元件；所述第一横向十角半环弹性敏感元件、第二横向十角半环弹性敏感元件分别位于所述传感器本体前端和所述传感器本体后端横向的侧面上。
优选的，所述纵向十角环弹性敏感元件包括：第一纵向十角半环弹性敏感元件、第二纵向十角半环弹性敏感元件；所述第一纵向十角半环弹性敏感元件、第二纵向十角半环弹性敏感元件分别位于所述传感器本体前端和所述传感器本体后端纵向的侧面上。
优选的，所述第一横向十角半环弹性敏感元件、第二横向十角半环弹性敏感元件、第一纵向十角半环弹性敏感元件、第二纵向十角半环弹性敏感元件中部靠近所述传感器本体前端的外侧面为粘贴面，所述第一横向十角半环弹性敏感元件、第二横向十角半环弹性敏感元件、第一纵向十角半环弹性敏感元件、第二纵向十角半环弹性敏感元件内侧与所述粘贴面对应的位置均开设有第一凹槽。
优选的，所述第一横向十角半环弹性敏感元件、第二横向十角半环弹性敏感元件、第一纵向十角半环弹性敏感元件、第二纵向十角半环弹性敏感元件与所述传感器本体后端连接部位的两侧面上均设有第二凹槽。
优选的，所述第一凹槽宽度为6mm，深度为2mm；所述第二凹槽宽度为6mm，深度为1mm。
优选的，所述第一凹槽和所述第二凹槽内粘贴所述半导体电阻应变计。在粘贴半导体电阻应变计任选横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件中的一个在其粘贴面和第一凹槽内粘贴半导体电阻应变计，横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件中的第二凹槽内均粘贴半导体电阻应变计，一共粘贴12处，之所以这样贴片，是因为通过强度有限元模拟确定侧面形变和应力变化都很明显，可以更容易测量且测量精度更高。
优选的，所述传感器本体前端远离所述传感器本体后端的端面处设有用于所述车刀插入的插接槽。
优选的，所述插接槽的侧壁上设有用于螺栓穿过的螺纹孔，通过螺栓将车刀固定在插接槽内。
优选的，所述传感器本体后端为传感器柄，所述传感器柄为横截面为矩形的长方体。
切削力的测量过程：
使用时，将传感器本体后端固定在车床刀架上；
车刀在车削过程中受到车削力可分解为三个互相垂直的作用力，分别是主车削力FC，进给力Ff和吃刀抗力Fp。其中主车削力FC引起的变形主要体现在纵向十角环弹性敏感元件上面，进给力Ff引起的变形主要体现在横向十角环弹性敏感元件上面，吃刀抗力Fp引起的变形分别体现在双正交十角环弹性敏感元件上。
横向十角环弹性敏感元件的一端固定，另一端受到进给力Ff和吃刀抗力Fp的作用，其中，t表示横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件的厚度，r表示横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件的平均半径。由于横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件的整体结构对称，并且结构类似于圆环，因此采用圆环分析方法取右边半环进行分析，则任意截面上的弯矩为：
Figure BDA0002401335900000041
其中，Fv、Fh分别表示作用于圆环的径向力、切向力；
忽略轴力的影响，则圆环表面应力为：
Figure BDA0002401335900000042
(W为抗弯截面模量)，
可见当θ＝90°时，圆环表面应力仅与吃刀抗力Fp有关，当θ＝39.4°or140.6°时，圆环表面应力仅与进给力Ff有关。通过仿真实验发现，对于横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件的结构，在横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件的表面θ＝72°和θ＝45°或135°位置处适合贴有半导体电阻应变计。本发明在横向十角环弹性敏感元件表面θ＝72°位置和横向十角环弹性敏感元件侧面θ＝145°位置贴有半导体电阻应变计，通过仿真实验发现因为侧面应变量变化较八角环更大一些，所以更容易测量且测量精度更高。半导体应变计能够将横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件表面应力应变并转换为电量输出，通过标定即可实现对进给力Ff和吃刀抗力Fp的测量。
同理，纵向十角环弹性敏感元件上粘贴的半导体应变计可以实现对主车削力FC的测量。
通过测得的进给力Ff、吃刀抗力Fp、主车削力FC可以得到车削力，进而对车削过程中的车削力进行实时监测和反馈。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种应变式集成化三维车削力传感器，其有益效果为：
(1)本发明根据十角环弹性敏感元件受力变形的特点，采用互相垂直的横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件结构实现了三维车削力的解耦测量，并且横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件是通过一个棒料加工而成的整体结构，相较于现有技术中的八角半环弹性敏感元件通过螺栓固定从而形成双正交八角环弹性敏感元件而言，而本发明克服了用半环构成双正交环所产生的弹性元件位置不准确，结构不对称、刚度低等问题，减小了误差，提高了测量的精度；同时采用互相垂直的横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件可以减小各向力之间的相互影响和耦合；
(2)本发明所采用的横向十角环弹性敏感元件和纵向十角环弹性敏感元件十角环比八角环弹性敏感元件更接近圆环，且加工的凹槽增大了十角环弹性敏感元件在应力较大位置的应变量，提高了该传感器的灵敏度，所以本发明测量精度更高。
(3)相比于传统的金属应变片式车削力传感器，本发明采用半导体电阻应变计，合理布置测量电桥，不仅使的测量精度和灵敏度大大提高，也实现车削力分量的单独测量，抑制了交叉干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的传感器的整体结构示意图；
图2附图为本发明提供的传感器的右视图。
图3附图为本发明提供的车刀工作时的受力分析示意图；
图4附图为本发明提供的双正交十角环弹性敏感元件解耦测量示意图；
图5附图为本发明提供的横向十角环弹性敏感元件受力分析示意图。
其中，图中；
1-传感器本体前端；
11-插接槽；12-螺纹孔；
2-传感器本体后端；
3-横向十角环弹性敏感元件；
31-第一横向十角半环弹性敏感元件；32-第二横向十角半环弹性敏感元件；
4-纵向十角环弹性敏感元件；
41-第一纵向十角半环弹性敏感元件；42-第二纵向十角半环弹性敏感元件；
5-粘贴面；6-第一凹槽；7-第二凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种应变式集成化三维车削力传感器，包括：传感器本体前端1、传感器本体后端2、横向十角环弹性敏感元件3、纵向十角环弹性敏感元件4、半导体电阻应变计；
传感器本体前端1远离传感器本体后端2的一侧与车刀连接；
横向十角环弹性敏感元件3沿传感器本体后端2的横向排布，纵向十角环弹性敏感元件4沿传感器本体后端2的纵向排布，横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4垂直，且横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4连接为一体；
横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4连接于传感器本体前端1与传感器本体后端2之间；
半导体电阻应变计粘贴于横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4的表面。本发明中的车削力传感器，通过确定最佳的数据采集位置，使其可以实现车削过程的实时、在线监测与反馈，从而及时调整切削参数、控制切削进程，获得最优的加工效果；预报刀具磨损、断裂的情况，防止损坏工件和机床设备，优化加工系统，提高生产率，同时该传感器具有结构简单，适用性强，测量精度高等优点。
为了进一步优化上述技术方案，横向十角环弹性敏感元件3包括：第一横向十角半环弹性敏感元件31、第二横向十角半环弹性敏感元件32；第一横向十角半环弹性敏感元件31、第二横向十角半环弹性敏感元件32分别位于传感器本体前端1和传感器本体后端2横向的侧面上。
为了进一步优化上述技术方案，纵向十角环弹性敏感元件4包括：第一纵向十角半环弹性敏感元件41、第二纵向十角半环弹性敏感元件42；第一纵向十角半环弹性敏感元件41、第二纵向十角半环弹性敏感元件42分别位于传感器本体前端1和传感器本体后端2纵向的侧面上。本发明所采用的的十角环弹性敏感元件比八角环弹性敏感元件更接近圆环，所以分析的结果误差会更小，结果更准确，而当环数过大时，加工的难度也就更大，所需要的成本就更高，所以，采用双正交十角环弹性敏感元件是非常合理的。
为了进一步优化上述技术方案，第一横向十角半环弹性敏感元件31、第二横向十角半环弹性敏感元件32、第一纵向十角半环弹性敏感元件41、第二纵向十角半环弹性敏感元件42中部靠近传感器本体前端1的外侧面为粘贴面5，第一横向十角半环弹性敏感元件31、第二横向十角半环弹性敏感元件32、第一纵向十角半环弹性敏感元件41、第二纵向十角半环弹性敏感元件42内侧与粘贴面5对应的位置均开设有第一凹槽6。
为了进一步优化上述技术方案，第一横向十角半环弹性敏感元件31、第二横向十角半环弹性敏感元件32、第一纵向十角半环弹性敏感元件41、第二纵向十角半环弹性敏感元件42与传感器本体后端2连接部位的两侧面上均设有第二凹槽7。
为了进一步优化上述技术方案，第一凹槽6宽度为6mm，深度为2mm；第二凹槽7宽度为6mm，深度为1mm。
为了进一步优化上述技术方案，第一凹槽6和第二凹槽7内粘贴半导体电阻应变计。
为了进一步优化上述技术方案，传感器本体前端1远离传感器本体后端2的端面处设有用于车刀插入的插接槽11。如图1所示，插接槽11贯穿传感器本体前端1的内部。
为了进一步优化上述技术方案，插接槽11的侧壁上设有用于螺栓穿过的螺纹孔12。
为了进一步优化上述技术方案，传感器本体后端2为传感器柄，传感器柄为横截面为矩形的长方体。
本发明所采用的双正交十角环弹性敏感元件，是由两个正十边形构成的，正十边形的每个外角是36°，中心角度数为36°，根据正多边形边长计算公式an＝2Rsin(180°/n)可得知其边长与其外接圆半径比为﹙√5-1)/2＝2sin18°，黄金分割律的确切值为(√5-1)/2，因此，正十边形符合黄金分割比。黄金分割比例是最能引起人的美感的比例，本发明中将双正交十角环弹性敏感元件与黄金分割比例的相结合，不仅可以增加双正交十角环弹性敏感元件的美感，还可以使用其测量动态力和静态力。
本发明拟采用“结构设计-电路解耦”三维力解耦方法对所测量的切削力进行三维力解耦。车削力来自变形与摩擦，他们分别是：克服被加工材料对弹性变形、塑性变形的抗力、克服切屑对刀具前刀面的摩擦力和刀具后刀面对加工表面与已加工表面之间的摩擦力。这些力总和形成作用在刀具上合力F。为实际应用，F可分为相互垂直的Fx、Fy、Fz，如图3所示，第一级解耦为结构设计，通过双正交十角环弹性敏感元件将三维车削力分量解耦到横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4的平面上，每个十角环横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4的平面内有两个互相垂直的切削力分量；第二级解耦为电路解耦，通过在横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4上布置半导体电阻应变计组成两组测量电路，该测量电路利用十角环表面应力对称分布的规律能够实现所在十角环平面内两个互相垂直的切削力分量的单独测量，并可以抵消第三向切削力分量的影响。
切削力的测量过程：
使用时，将传感器本体后端2固定在车床刀架上；
参见图3，车刀在车削过程中受到车削力可分解为三个互相垂直的作用力，分别是主车削力FC，进给力Ff和吃刀抗力Fp。其中主车削力FC引起的变形主要体现在纵向十角环弹性敏感元件4上面，进给力Ff引起的变形主要体现在横向十角环弹性敏感元件3上面，吃刀抗力Fp引起的变形分别体现在双正交十角环弹性敏感元件上。
参见图5，横向十角环弹性敏感元,3的一端固定，另一端受到进给力Ff和吃刀抗力Fp的作用，其中，图5中t表示横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4的厚度，r表示横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4的平均半径。由于双正交十角环弹性敏感元件的结构对称，并且结构类似于圆环，因此采用圆环分析方法取右边半环进行分析，则任意截面上的弯矩为：
Figure BDA0002401335900000091
忽略轴力的影响，则圆环表面应力为：
Figure BDA0002401335900000092
(W为抗弯截面模量)，
可见当θ＝90°时，圆环表面应力仅与吃刀抗力Fp有关，当θ＝39.4°or140.6°时，圆环表面应力仅与进给力Ff有关。通过仿真实验发现，对于横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4的结构，在横向十角环弹性敏感元件3和纵向十角环弹性敏感元件4的表面θ＝72°和θ＝45°或135°位置处适合贴有半导体电阻应变计。本发明在横向十角环弹性敏感元件3表面θ＝72°位置和横向十角环弹性敏感元件4侧面θ＝145°位置贴有半导体电阻应变计，通过仿真实验发现侧面应变量变化较八角环更大一些，所以更容易测量且测量精度更高。半导体应变计能够将横向十角环弹性敏感元件3表面应力应变并转换为电量输出，通过标定即可实现对进给力Ff和吃刀抗力Fp的测量。
同理，纵向十角环弹性敏感元件4上粘贴的半导体应变计可以实现对主车削力FC的测量。
通过测得的进给力Ff、吃刀抗力Fp、主车削力FC可以得到车削力，进而对车削过程中的车削力进行实时监测和反馈。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，包括：传感器本体前端(1)、传感器本体后端(2)、横向十角环弹性敏感元件(3)、纵向十角环弹性敏感元件(4)、半导体电阻应变计；
所述传感器本体前端(1)远离所述传感器本体后端(2)的一侧与车刀连接；
所述横向十角环弹性敏感元件(3)沿所述传感器本体后端(2)的横向排布，所述纵向十角环弹性敏感元件(4)沿所述传感器本体后端(2)的纵向排布，所述横向十角环弹性敏感元件(3)和纵向十角环弹性敏感元件(4)垂直，且所述横向十角环弹性敏感元件(3)和纵向十角环弹性敏感元件(4)连接为一体；
所述横向十角环弹性敏感元件(3)和纵向十角环弹性敏感元件(4)连接于所述传感器本体前端(1)与传感器本体后端(2)之间；
所述半导体电阻应变计粘贴于所述横向十角环弹性敏感元件(3)和纵向十角环弹性敏感元件(4)的表面。
2.根据权利要求1所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述横向十角环弹性敏感元件(3)包括：第一横向十角半环弹性敏感元件(31)、第二横向十角半环弹性敏感元件(32)；所述第一横向十角半环弹性敏感元件(31)、第二横向十角半环弹性敏感元件(32)分别位于所述传感器本体前端(1)和所述传感器本体后端(2)横向的侧面上。
3.根据权利要求2所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述纵向十角环弹性敏感元件(4)包括：第一纵向十角半环弹性敏感元件(41)、第二纵向十角半环弹性敏感元件(42)；所述第一纵向十角半环弹性敏感元件(41)、第二纵向十角半环弹性敏感元件(42)分别位于所述传感器本体前端(1)和所述传感器本体后端(2)纵向的侧面上。
4.根据权利要求3所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述第一横向十角半环弹性敏感元件(31)、第二横向十角半环弹性敏感元件(32)、第一纵向十角半环弹性敏感元件(41)、第二纵向十角半环弹性敏感元件(42)中部靠近所述传感器本体前端(1)的外侧面为粘贴面(5)，所述第一横向十角半环弹性敏感元件(31)、第二横向十角半环弹性敏感元件(32)、第一纵向十角半环弹性敏感元件(41)、第二纵向十角半环弹性敏感元件(42)内侧与所述粘贴面(5)对应的位置均开设有第一凹槽(6)。
5.根据权利要求4所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述第一横向十角半环弹性敏感元件(31)、第二横向十角半环弹性敏感元件(32)、第一纵向十角半环弹性敏感元件(41)、第二纵向十角半环弹性敏感元件(42)与所述传感器本体后端(2)连接部位的两侧面上均设有第二凹槽(7)。
6.根据权利要求5所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述第一凹槽(6)宽度为6mm，深度为1-2mm；所述第二凹槽(7)宽度为6mm，深度为1mm。
7.根据权利要求6所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述第一凹槽(6)和所述第二凹槽(7)内粘贴所述半导体电阻应变计。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述传感器本体前端(1)远离所述传感器本体后端(2)的端面处设有用于所述车刀插入的插接槽(11)。
9.根据权利要求8所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述插接槽(11)的侧壁上设有用于螺栓穿过的螺纹孔(12)。
10.根据权利要求9所述的一种应变式集成化三维车削力传感器，其特征在于，所述传感器本体后端(2)为传感器柄，所述传感器柄为横截面为矩形的长方体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111664971A (zh) * 2020-07-27 2020-09-15 哈尔滨工业大学（威海） 一种具有结构解耦能力的高刚度高频测力传感器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102778310A (zh) * 2012-07-12 2012-11-14 南京航空航天大学 一种可标定多角度测力传感器
US20160045994A1 (en) * 2013-03-25 2016-02-18 Centre Technique De L'industrie Du Decolletage Insert Holder For A Machine Tool
CN205201202U (zh) * 2015-11-26 2016-05-04 宁波大学 一种应变式三维车削力的测量装置
CN207300772U (zh) * 2017-11-02 2018-05-01 陕西理工大学 钣金件应力应变检测装置
CN211760241U (zh) * 2020-03-05 2020-10-27 陕西理工大学 一种应变式集成化三维车削力传感器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102778310A (zh) * 2012-07-12 2012-11-14 南京航空航天大学 一种可标定多角度测力传感器
US20160045994A1 (en) * 2013-03-25 2016-02-18 Centre Technique De L'industrie Du Decolletage Insert Holder For A Machine Tool
CN205201202U (zh) * 2015-11-26 2016-05-04 宁波大学 一种应变式三维车削力的测量装置
CN207300772U (zh) * 2017-11-02 2018-05-01 陕西理工大学 钣金件应力应变检测装置
CN211760241U (zh) * 2020-03-05 2020-10-27 陕西理工大学 一种应变式集成化三维车削力传感器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111664971A (zh) * 2020-07-27 2020-09-15 哈尔滨工业大学（威海） 一种具有结构解耦能力的高刚度高频测力传感器

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