CN111896159A - 一种力传导检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种力传导检测装置，包括固定底座；所述固定底座上面两侧分别设置有两根连接柱；两根所述连接柱的其中一根设置为力传感器固定柱；所述力传感器固定柱的内侧固定连接有力传感器；两所述连接柱的上端固定设置有滑轨固定板，所述滑轨固定板的上方通过螺钉固定连接有滑轨；所述滑轨上方滑动连接有滑块，所述滑块的上方固定设置有夹具固定板；所述滑块还向下固定设置有力传导螺钉且所述力传导螺钉穿过滑轨固定板；所述力传导螺钉和力传感器相接触达到测力的作用；操作人员可以通过读取力传感器的标准信号得到装置运动过程中探针所检测到的力。本产品结构安装简单，可以在运动过程中对探针接触到的力通过机械传导到力传感器进行检测。

Description

一种力传导检测装置

技术领域

本发明属于机械领域，涉及需要力反馈的远程操作装置，具体涉及一种力传导检测装置。

背景技术

随着科技的发展，人们知识的领域越来越广阔，环境的未知和变化莫测，远程操作系统作为探索未知环境的重要选择，受到广泛的关注。在以往的远程操作系统中，往往只是采集系统从端的图像信息和音频信息，对于一般的环境，这样的远程操作还是可以满足基本要求的，但是，在很多环境中，仅仅有音视频信息是不够的，存在缺少力反馈问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种力传导检测装置，这种具有传导检测功能的装置主要是解决现有远程操作系统缺少力反馈的技术缺陷或问题。

为实现上述发明目的，本发明的实施例提供一种力传导检测装置，其创新点在于：包括固定底座；所述固定底座上面两侧分别设置有两根连接柱；两根所述连接柱的其中一根设置为力传感器固定柱；所述力传感器固定柱的内侧固定连接有力传感器；两所述连接柱的上端固定设置有滑轨固定板，所述滑轨固定板的上方通过螺钉固定连接有滑轨；所述滑轨上方滑动连接有滑块，所述滑块的上方固定设置有夹具固定板；所述滑块还向下固定设置有力传导螺钉且所述力传导螺钉穿过滑轨固定板；所述力传导螺钉和力传感器相接触达到测力的作用；所述夹具固定板通过滑块在滑轨上方固定的范围内线性移动；所述夹具固定设置在夹具固定板的上方；所述夹具上面设置固定设置有探针；所述力传导螺钉在运动的时候和力传感器相接触，当所述探针碰到需要检测的物体的时候，直接将力传导到力传感器上。操作人员可以通过读取力传感器的标准信号得到装置运动过程中探针所检测到的力。本产品结构安装简单，可以在运动过程中对探针接触到的力通过机械传导到力传感器进行检测。

进一步的，所述固定底座上设置有若干螺孔，所述固定底座通过螺栓穿过螺孔与运动设备相连接。

进一步的，所述力传感器固定柱上设置有螺孔，所述力传感器(4)通过螺栓穿过螺孔与力传感器固定柱相连接。

优选的，所述力传感器和滑轨固定板之间夹紧设置有一力传感器压紧板，所述传感器压紧板固定连接在力传感器固定柱上。传感器压紧板的设置，可以限制力传感器的轴向运动，同时，力传感器压紧板的尺寸是根据力传感器和连接柱的尺寸所决定的，力传感器压紧板由传感器和滑轨固定板夹紧在中间。

进一步的，所述滑轨固定板中间设置有供力传导螺钉穿过的贯穿孔，所述滑块上固定的力传导螺钉穿过滑轨固定板的贯穿孔和力传感器相接触，所述力传导螺钉受到的力传导至力传感器上。

进一步的，所述力传导螺钉的上端固定在滑块上，并伴随滑块一起在滑轨上自由运动的，所述夹具固定板伴随滑轨固定板进行运动。

进一步的，所述夹具通过螺钉与夹具固定板固定连接，所述夹具的前端设置有用于固定操作所需探针的两个螺丝孔，所述探针通过内外螺纹连接方式固定在两螺丝孔内，所述探针用于直接与待测物品相接触，所述探针通过夹具、夹具固定板和力传导螺钉将力传导给力传感器。

进一步的，所述夹具的前端两侧位置分别设置有与夹具长边呈45°夹角的倾斜边，所述探针设置于夹具的上方且与夹具横向平行设置。

可行的，所以夹具可以作为探针使用。

优选的，所述探针设置为长条状结构，且所述长条状结构的前端具有一等腰梯形的针尖。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

（1）本发明的一种力传导检测装置能够有效的检测到探针接触到的力信息；在装置运动过程中，当探针不接触物体时，力传感器就处于自由状态；当探针碰到物体则通过机械结构直接将力传导至力传感器；整个装置结构简单，便于安装，能够自行扩展探针的种类。

（2）本发明提出了一种力传导检测装置，通过设置有探针、夹具、夹具固定板、滑块、滑轨、滑轨固定板及、力传导螺钉和力传感器，通过探针检测到力信息，并由力传导螺钉传输给力传感器，可以用于需要自由度较少的从端环境中，采集远程操作系统与环境交互的力的信息，为操作人员提供从端装置与从端环境力方面的数据，为操作人员的操作提供力反馈。

附图说明

图1是本发明的一种力传导检测装置的整体结构示意图。

图2是本发明的一种力传导检测装置的正视图。

图3是本发明的一种力传导检测装置的俯视图。

图4是本发明的一种力传导检测装置的侧视图。

图5是本发明的一种力传导检测装置中固定底座的主视图。

图6是本发明的一种力传导检测装置中力传感器固定柱的主视图。

图7是本发明的一种力传导检测装置中力传感器压紧板的主视图。

图8是本发明的一种力传导检测装置中连接柱的主视图。

图9 是本发明的一种力传导检测装置中滑轨固定板的主视图。

图10是本发明的一种力传导检测装置中夹具固定板的主视图。

图11是本发明的一种力传导检测装置中夹具的主视图。

附图标记说明：

1、固定底座；2、力传感器固定柱；3、力传感器压紧板；4、力传感器；5、力传导螺钉；6、连接柱；7、滑轨固定板；8、滑轨；9、夹具固定板；10、滑块；11、夹具。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作为广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-11所示，一种力传导检测装置，包括固定底座1；所述固定底座1上设置有若干螺孔，所述固定底座1通过螺栓穿过螺孔与运动设备相连接。

所述固定底座1上面两侧分别通过螺栓连接或者焊接方式固定设置有两根连接柱6。两根所述连接柱6的其中一根设置为力传感器固定柱2；所述力传感器固定柱2上且与另一连接柱6的相对内侧固定连接有力传感器4；在进一步的实施例中，所述力传感器固定柱2上设置有螺孔，所述力传感器4通过螺栓穿过螺孔与力传感器固定柱2相连接。

两所述连接柱6的上端固定设置有滑轨固定板7，所述滑轨固定板7的上方通过螺钉固定连接有滑轨8；所述滑轨8上方滑动连接有滑块10，所述滑块10的上方固定设置有夹具固定板9；优选的，滑轨8两端分别设置有两限位块，对滑块10在滑轨8上的运行距离进行限制。

所述滑块10还向下固定设置有力传导螺钉5且所述力传导螺钉5穿过滑轨固定板7；所述力传导螺钉5和力传感器4相接触达到测力的作用；可行的，所述滑轨固定板7中间设置有供力传导螺钉5穿过的贯穿孔，所述滑块10上固定的力传导螺钉5穿过滑轨固定板7的贯穿孔和力传感器4相接触，所述力传导螺钉5受到的力传导至力传感器4上。优选的，所述力传导螺钉5的上端通过螺纹连接的方式固定在滑块10上，并且所述力传导螺钉5伴随滑块10一起在滑轨8上自由运动的，所述夹具固定板9伴随滑轨固定板进行运动。

所述夹具固定板9通过滑块10在滑轨8上方固定的范围内线性移动；所述夹具11固定设置在夹具固定板9的上方；所述夹具11上面设置固定设置有探针；所述力传导螺钉5在运动的时候和力传感器4相接触，当所述探针碰到需要检测的物体的时候，直接将力传导到力传感器4上。在进一步的实施例中，所述夹具11通过螺钉与夹具固定板9固定连接，所述夹具11的前端设置有用于固定操作所需探针的两个螺丝孔，所述探针通过内外螺纹连接方式固定在两螺丝孔内，所述探针用于直接与待测物品相接触，所述探针通过夹具11、夹具固定板9和力传导螺钉5将力传导给力传感器4。所述夹具11的前端两侧位置分别设置有与夹具长边呈45°夹角的倾斜边，所述探针设置于夹具的上方且与夹具横向平行设置。在本发明中，夹具11可以作为探针使用。另外也可以在夹具11上安装探针，优选的，所述探针设置为长条状结构，且所述长条状结构的前端具有一等腰梯形的针尖。所述探针结构与夹具11结构相似或相同。

操作人员可以通过读取力传感器4的标准信号得到装置运动过程中探针所检测到的力。本产品结构安装简单，可以在运动过程中对探针接触到的力通过机械传导到力传感器4进行检测。

具体的，本发明中所述的力传感器4、各部件间的具体固定方法和安装顺序均采用现有技术的公知方案。有关力传感器4、各部件间的具体固定方法和安装顺序，本领域的技术人员均已经了解，在此不再赘述。

在进一步的实施例中，所述力传感器4和滑轨固定板7之间夹紧设置有一力传感器压紧板3，所述传感器压紧板3固定连接在力传感器固定柱2上。传感器压紧板3的设置，可以限制力传感器4的轴向运动，同时，力传感器压紧板3的尺寸是根据力传感器4和连接柱2的尺寸所决定的，力传感器压紧板3由力传感器和滑轨固定板夹紧在中间。

本发明的具体实施例的工作过程：使用时，将本发明的力传导检测装置装配好之后，将运动方向设置为夹具略窄的方向，将整个装置通过固定底座1固定到电机驱动的滑台（运动设备）之上；将夹具固定板9移到装置运动方向的反方向的极限位置，与装置互动的物体放置到探针的运动方向，在探针未接触到物体之前，力传感器4处于闲置状态，在探针接触到相对于自身相反方向位移的物体时，便会将力的信息通过机械结构(探针、夹具11、夹具固定板9、滑块10及力传导螺钉5)直接传导至力传感器4，操作人员通过力传感器4的相关电路（力传感器4外部连接的电路，例如信号放大电路和AD转换电路，在此不做保护，不做赘述）可以得到力的数值；无论探针是否接触到物体，操作人员都可继续装置的运动，装置的结构并不会影响运动的方向和电机驱动能力。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种力传导检测装置，其特征在于：包括固定底座(1)；所述固定底座(1)上面两侧分别设置有两根连接柱（6）；两根所述连接柱（6）的其中一根设置为力传感器固定柱(2)；所述力传感器固定柱(2)的内侧固定连接有力传感器(4)；两所述连接柱（6）的上端固定设置有滑轨固定板(7)，所述滑轨固定板(7)的上方通过螺钉固定连接有滑轨(8)；所述滑轨上方滑动连接有滑块（11），所述滑块(11)的上方固定设置有夹具固定板(9)；所述滑块(11)还向下固定设置有力传导螺钉(5)且所述力传导螺钉(5)穿过滑轨固定板(7)；所述力传导螺钉(5)和力传感器(4)相接触达到测力的作用；所述夹具固定板(9)通过滑块在滑轨(8)上方固定的范围内线性移动；所述夹具(11)固定设置在夹具固定板的上方；所述夹具(11)上面设置固定设置有探针；所述力传导螺钉(5)在运动的时候和力传感器(4)相接触，当所述探针碰到需要检测的物体的时候，直接将力传导到力传感器(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述固定底座（1）上设置有若干螺孔，所述固定底座通过螺栓穿过螺孔与运动设备相连接。

3.根据权利要求1所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述力传感器固定柱(2)上设置有螺孔，所述力传感器(4)通过螺栓穿过螺孔与力传感器固定柱(2)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述力传感器和滑轨固定板(7)之间夹紧设置有一力传感器压紧板(3)，所述传感器压紧板（3）固定连接在力传感器固定柱(2)上。

5.根据权利要求1所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述滑轨固定板(7)中间设置有供力传导螺钉（5）穿过的贯穿孔，所述滑块(11)上固定的力传导螺钉(5)穿过滑轨固定板(7)的贯穿孔和力传感器(4)相接触，所述力传导螺钉(5)受到的力传导至力传感器(4)上。

6.根据权利要求1所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述力传导螺钉(5)的上端固定在滑块(11)上，并伴随滑块(11)一起在滑轨(8)上自由运动的，所述夹具固定板(9)伴随滑轨固定板(7)进行运动。

7.根据权利要求1所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述夹具(11)通过螺钉与夹具固定板(9)固定连接，所述夹具的前端设置有用于固定操作所需探针的两个螺丝孔，所述探针通过内外螺纹连接方式固定在两螺丝孔内，所述探针用于直接与待测物品相接触，所述探针通过夹具(11)、夹具固定板(9)和力传导螺钉(5)将力传导给力传感器(4)。

8.根据权利要求1所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述夹具(11)的前端两侧位置分别设置有与夹具(11)长边呈45°夹角的倾斜边，所述探针设置于夹具（11）的上方且与夹具（11）横向平行设置。

9.根据权利要求8所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所以夹具(11)可以作为探针使用。

10.根据权利要求8所述的一种力传导检测装置，其特征在于：所述探针设置为长条状结构，且所述长条状结构的前端具有一等腰梯形的针尖。

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