CN112067186A - 塔式串联维间解耦无线无源传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，其包括轴向力推拉轴、轴向力固定端板、轴向力应变体、轴向力支撑筒、推拉扭转连接板、扭转力螺母环、下端保持环、扭转力支撑筒、上端盖环、弯曲力转换轴承座、第一关节球轴承、上弯曲力支撑筒、中弯曲力支撑筒、下弯曲力支撑筒、上弯矩连接杆、中弯矩连接杆、下弯矩连接杆、扭转力螺栓轴、上弯曲力隔板、中弯曲力隔板、下弯曲力隔板和弯曲力支撑板。本发明的一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，能够同时检测出耦合力中的各个分力的大小和方向，即对耦合力进行结构解耦；而且不需要连入供电线路或通过有线接口采集数据。

Description

塔式串联维间解耦无线无源传感器

技术领域

本发明涉及塔式串联维间解耦无线无源传感器，属于传感器技术领域。

背景技术

多维力传感器是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩信息的测力传感器,广泛应用于机器人、生物工程、工业制造、医疗卫生等领域。

现有技术中的多维乃至六维力传感器主要分为电阻应变式、压电式、电容式力传感器，其结构简单、灵敏且精度较高然而这种类型的传感器均采用算法解耦，在耦合力的分离率以及响应精度上依然存在结构性的问题。

即，这种传感器的构造是在一定形状的弹性元件上粘贴或用其他方法安装应变敏感元件。当力学量作用在弹性元件上时,弹性元件产生变形,应变敏感元件的阻值随之发生变化,接着由变换电路将阻值变化变成电压变化输出,根据电压变化量即可得知力的大小。

当传感器承受由轴向力，扭转应力和弯曲应力组成的耦合力时，现有技术中传感器往往通过将应变片组成桥路进行补偿和解耦，在机械结构上并不具备实现扭转应力，弯曲应力以及轴向力的解耦能力。

现有多维/六维传感器，由于必须使用导线连接应变片，即使采用无线电进行信息传递，但电池所含电量有限故难以实现长期动态监测。

发明内容

本发明目的是提供一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，其实现了机械解耦，并能够对六维力/力矩或者任意几个方向的几种力所形成的耦合力进行测量，分别求解出偶合力中的轴向力，垂直于轴向的弯曲分力以及偶合力中的扭转分力的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，其包括轴向力推拉轴、轴向力固定端板、轴向力应变体、轴向力支撑筒、推拉扭转连接板、扭转力螺母环、下端保持环、扭转力支撑筒、上端盖环、弯曲力转换轴承座、第一关节球轴承、上弯曲力支撑筒、中弯曲力支撑筒、下弯曲力支撑筒、上弯矩连接杆、中弯矩连接杆、下弯矩连接杆、扭转力螺栓轴、上弯曲力隔板、中弯曲力隔板、下弯曲力隔板和弯曲力支撑板；

所述轴向力推拉轴的中部的横截面为非圆形；所述轴向力固定端板固定于所述轴向力支撑筒的上端，并且所述轴向力固定端板上开设有与所述轴向力推拉轴的中部的横截面形状相同的通孔；所述轴向力推拉轴可滑动地插入在所述轴向力固定端板的通孔内；

所述轴向力应变体的上端通过螺栓固定于所述轴向力固定端板，所述轴向力应变体的下端固定于所述轴向力推拉轴上，在所述轴向力应变体上粘贴有磁致伸缩材料；

所述轴向力支撑筒的下端固定于推拉扭转连接板；所述推拉扭转连接板固定于所述扭转力螺母环上；

所述下端保持环固定于所述扭转力支撑筒；所述上端盖环固定于所述下端保持环上；

所述扭转力螺母环的外壁面上形成有法兰，并且所述扭转力螺母环的法兰位于上端盖环和下端保持环之间；

所述扭转力螺母环的中部形成为通孔，并且在所述扭转力螺母环的侧壁上开设有销孔；在所述销孔内安装有导向销；

所述扭转力螺栓轴上形成有螺旋形的导向槽，所述扭转力螺栓轴可滑动地设置于所述扭转力螺母环内，并且所述导向销和导向槽相配合；

所述扭转力螺栓轴的下端固定有扭矩应变片；所述下端保持环上沿其轴线方向开设有两个开口槽，所述扭矩应变片的上部的两端能够可滑动地设置在所述下端保持环上的开口槽内；

所述扭矩应变片的下端固定有连接头，所述连接头固定于连接杆挡板，所述连接杆挡板固定于所述扭转力支撑筒的下端；

所述弯曲力转换轴承座固定于所述扭转力支撑筒的下端，并位于所述连接杆挡板的下方；所述弯曲力转换轴承座的上端圆板上开设有三个沉槽；所述三个沉槽沿所述弯曲力转换轴承座的周向均匀分布；所述第一关节球轴承设置于所述弯曲力转换轴承座的沉槽内；

所述弯曲力转换轴承座的中部形成有轴承座，所述轴承座内设置有第二关节球轴承，所述第二关节球轴承的尺寸大于所述第一关节球轴承；所述弯曲力支撑板固定于所述第二关节球轴承的内环；

所述弯曲力支撑板固定于所述上弯曲力支撑筒，所述上弯矩连接杆的上端固定于第一关节球轴承的内环，所述上弯矩连接杆的下端穿过所述弯曲力支撑板，铰接于上弯曲力拉压杠杆的一端；

所述上弯曲力隔板固定于所述上弯曲力支撑筒的下端，所述上弯曲力拉压杠杆的中部铰接于所述上弯曲力隔板上，所述上弯曲力拉压杠杆的另一端铰接于上弯矩应变片的下端，所述上弯矩应变片的上端固定于所述弯曲力支撑板；

所述中弯曲力支撑筒的上端固定于所述上弯曲力隔板上，所述中弯矩连接杆的上端固定于第一关节球轴承的内环，所述中弯矩连接杆的下端穿过所述弯曲力支撑板，铰接于中弯曲力拉压杠杆的一端；

所述中弯曲力隔板固定于所述中弯曲力支撑筒的下端，所述中弯曲力拉压杠杆的中部铰接于所述中弯曲力隔板上，所述中弯曲力拉压杠杆的另一端铰接于中弯矩应变片的下端，所述中弯矩应变片的上端固定于所述上弯曲力隔板；

所述下弯曲力支撑筒的上端固定于所述中弯曲力隔板上，所述下弯矩连接杆的上端固定于第一关节球轴承的内环，所述下弯矩连接杆的下端穿过所述弯曲力支撑板，铰接于下弯曲力拉压杠杆的一端；

所述下弯曲力隔板固定于所述下弯曲力支撑筒的下端，所述下弯曲力拉压杠杆的中部铰接于所述下弯曲力隔板上，所述下弯曲力拉压杠杆的另一端铰接于下弯矩应变片的下端，所述下弯矩应变片的上端固定于所述中弯曲力隔板；

所述上弯矩应变片、中弯矩应变片和下弯矩应变片之间呈120°夹角设置。

可选的，所述轴向力推拉轴的中部的横截面为正六边形。

可选的，所述轴向力应变体包括上固定部、形变部和下固定部，所述下固定部上形成有内螺纹孔，所述轴向力推拉轴上形成有与所述内螺纹孔配合的外螺纹，所述下固定部通过外螺纹和内螺纹孔的配合固定于所述轴向力推拉轴上；所述形变部包括至少两个支撑板，所述支撑板沿以所述内螺纹的轴线为中心均匀分布在一个圆周上；所述上固定部通过螺栓固定于所述轴向力固定端板；所述支撑板上粘贴有磁致伸缩材料。

可选的，所述销孔的数量为四个，四个销孔沿所述扭转力螺母环的周向均匀分布。

可选的，所述导向槽的升角为45°。

可选的，所述扭矩应变片的中部开设有多个孔。

可选的，所述沉槽为长条形槽，所述弯曲力转换轴承座的长条形槽的宽度等于第一关节球轴承的直径，长度大于所述第一关节球轴承的直径。

本发明具有如下有益效果：本发明的一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，能够同时检测出耦合力中的各个分力的大小和方向，即对耦合力进行结构解耦；而且不需要连入供电线路或通过有线接口采集数据。

附图说明

图1是本发明的塔式串联维间解耦无线无源传感器结构整体示意图。

图2是本发明的塔式串联维间解耦无线无源传感器整体结构剖视图。

图3是本发明的塔式串联维间解耦无线无源传感器爆炸结构剖视图。

图4是本发明的轴向力受力敏感区立体结构零件拆解图。

图5是本发明的轴向力受力敏感区立体结构整体剖视图。

图6是本发明的扭转力受力敏感区立体结构整体剖视图。

图7是本发明的扭转力受力敏感区立体结构零件拆解图。

图8是本发明的弯曲力结构转换区立体结构整体剖视图。

图9是本发明的弯曲力结构转换区立体结构零件拆解图。

图10是本发明的弯曲力受力敏感区立体结构零件拆解图。

图11是本发明的弯曲力受力敏感区立体结构整体剖视图。

图中标记示意为：1-轴向力推拉轴；2-轴向力固定端板；3-轴向力应变体；4-轴向力支撑筒；5-推拉扭转连接板；6-上端盖环；7-扭转力螺母环；8-导向销；9-下端保持环；10-扭转力支撑筒；11-扭转力螺栓轴；12-挡片；13-扭矩应变片；14-连接头；15-连接杆挡板；16-第一关节球轴承；17-弯曲力转换轴承座；18-第二关节球轴承；19-弯曲力支撑板；20-上弯矩应变片；21-上弯曲力支撑筒；22-上弯曲力拉压杠杆；23-上弯曲力隔板；24-中弯矩应变片；25-中弯曲力支撑筒；26-中弯曲力拉压杠杆；27-中弯曲力隔板；28-下弯矩应变片；29-下弯曲力支撑筒；30-下弯曲力拉压杠杆；31-下弯曲力隔板；32-下端盖板；33-轴套；34-上弯矩连接杆；35-中弯矩连接杆；36-下弯矩连接杆。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，尤其是一种塔式串联维间解耦六维力/力矩无线无源传感器，其包括轴向力推拉轴1、轴向力固定端板2、轴向力应变体3、扭转力螺母环7、扭转力螺栓轴11、扭矩应变片13、弯曲力转换轴承座17、弯曲力支撑板19、上弯矩应变片20、中弯矩应变片24、下弯矩应变片28、上弯矩连接杆34、中弯矩连接杆35、下弯矩连接杆36；

所述轴向力推拉轴1为直径逐级递减的阶梯轴，在所述轴向力推拉轴1的直径最大的边缘位置开设有多个连接孔，用于连接外界待检测部位。所述轴向力推拉轴1的中部的横截面为非圆形，本实施例中，所述轴向力推拉轴1的中部的横截面为正六边形，即所述轴向力推拉轴1的第二轴级的横截面为正六边形。

所述轴向力固定端板2固定于所述轴向力支撑筒4的上端，并且所述轴向力固定端板2上开设有与所述轴向力推拉轴1的第二轴级形状相同的通孔，例如，所述轴向力固定端板2的通孔的横截面也为正六边形，以当所述轴向力推拉轴1可滑动地插入在所述轴向力固定端板2中时，所述轴向力推拉轴1和轴向力固定端板2之间不会发生相对转动，即限制轴向力推拉轴1在塔式串联维间解耦无线无源传感器中的扭转自由度。

所述轴向力应变体3的上端通过螺栓固定于所述轴向力固定端板2，所述轴向力应变体3的下端固定于所述轴向力推拉轴1上，以当轴向力推拉轴1和轴向力固定端板2之间发生相对运动时，所述轴向力应变体3上能够产生对应的形变，由此检测塔式串联维间解耦无线无源传感器的轴向受力。

本实施例中，优选地，所述轴向力应变体3的中部为形变部，此处的厚度较薄，作为一个实现形式，所述轴向力应变体3的中部的厚度为0.5-3mm，，并且在所述轴向力应变体3的形变部上粘贴有多个磁致伸缩材料，解决了长期动态监测的问题。

更优选地，所述轴向力应变体3包括上固定部、形变部和下固定部，所述下固定部上形成有内螺纹孔，所述轴向力推拉轴1上形成有与所述内螺纹孔配合的外螺纹，所述下固定部通过外螺纹和内螺纹孔的配合固定于所述轴向力推拉轴上；所述形变部包括至少两个支撑板，所述支撑板沿以所述内螺纹的轴线为中心均匀分布在一个圆周上；所述上固定部通过螺栓固定于所述轴向力固定端板2，此时所述支撑板上粘贴有磁致伸缩材料。

所述轴向力支撑筒4的下端固定于推拉扭转连接板5。作为一种优选，所述轴向力支撑筒4的轴向方向上开设有多个通孔，例如在所述轴向力支撑筒4的筒壁上沿所述轴向力支撑筒4的周向均匀开设有6个通孔，通过螺钉将轴向力固定端板2、轴向力支撑筒4和推拉扭转连接板5固定在一起。本实施例中，所述轴向力支撑筒4可以采用亚克力材质制备。

所述推拉扭转连接板5固定于所述扭转力螺母环7上，例如通过内六角螺栓将推拉扭转连接板5和扭转力螺母环7固定在一起。

所述下端保持环9固定于所述扭转力支撑筒10，而且，所述上端盖环6固定于所述下端保持环9上，也就是说，本实施例中，所述下端保持环9、扭转力支撑筒10和上端盖环6通过螺钉被固定在一起。

所述扭转力螺母环7的外壁面上形成有法兰，并且所述扭转力螺母环7的法兰位于上端盖环6和下端保持环9之间，由此通过所述上端盖环6和下端保持环9限定所述扭转力螺母环7的轴向位置。

所述扭转力螺母环7的中部形成为通孔，并且在所述扭转力螺母环7的侧壁上开设有销孔；本实施例中，所述销孔的数量为四个，四个销孔沿所述扭转力螺母环7的周向均匀分布，在所述销孔内安装有导向销8。

所述扭转力螺栓轴11上形成有螺旋形的导向槽，本实施例中，所述导向槽的升角为45°；所述扭转力螺栓轴11可滑动地设置于所述扭转力螺母环7内，并且所述导向销8和导向槽相配合，由此在扭转力螺母环7发生转动时，能够将该转动转化为扭转力螺栓轴11沿上下方向的直线运动。

所述扭转力螺栓轴11的下端固定有扭矩应变片13，即所述扭矩应变片13的上端固定于所述扭转力螺栓轴11的下端的凹槽内，例如通过挡片12固定所述扭矩应变片13的上端；更具体地，所述挡片12上开设有长条形孔，所处长条形孔的尺寸大于所述扭矩应变片13的下端的尺寸，并小于所述扭矩应变片13的上端的尺寸，由此，在通过挡片12固定所述扭矩应变片13时，所述扭矩应变片13的下端穿过所述挡片12的长条形孔，所述扭矩应变片13的上端被所述挡片所阻挡，实现扭矩应变片13的固定。

更优选地，所述下端保持环9上沿其轴线方向开设有两个开口槽，所述扭矩应变片13的上部的两端能够可滑动地设置在所述下端保持环9上的开口槽内，并由此使得扭转力螺栓轴11能够被所述下端保持环9所导向。

当传感器所承受的扭矩方向不同时，所述扭转力螺母环7根据所述扭矩的方向产生正转或者反转，并由此使得所述扭转力螺栓轴11能够产生向上或者向下的运动，即在扭矩应变片13上产生推力或者拉力，并以此在表示扭矩的方向。

本实施例中，所述扭矩应变片13的中部开设有多个孔，以降低扭矩应变片轴向刚性，提高应变量和检测精度。本实施例中，所述扭矩应变片13的中部粘贴磁致伸缩材料。

所述扭矩应变片13的下端固定有连接头14，所述连接头14固定于连接杆挡板15，所述连接杆挡板15固定于所述扭转力支撑筒10的下端。

优选地，所述扭矩应变片13下端与所述连接头14的连接部位使用榫卯连接，用以减小连接尺寸，此时，所述连接头14整体呈“工”字型；所述连接杆挡板15的中间开设有跑道形孔，即所述跑道形孔包括方孔以及位于所述方孔两端的半圆形孔；所述连接头14进入这个跑道形孔后旋转90°，并使得所述连接杆挡板15进入所述连接头14中间的凹槽，实现所述连接头14的固定。

所述弯曲力转换轴承座17固定于所述扭转力支撑筒10的下端，并位于所述连接杆挡板15的下方；所述弯曲力转换轴承座17的上端圆板上开设有三个沉槽；本实施例中，所述三个沉槽沿所述弯曲力转换轴承座17的周向均匀分布，并且优选地，所述沉槽为长条形槽，所述弯曲力转换轴承座17的长条形槽的宽度等于第一关节球轴承16的直径，长度大于所述第一关节球轴承16的直径，同时，所述第一关节球轴承16设置于所述弯曲力转换轴承座17的沉槽内，由此所述第一关节球轴承16可以在所述沉槽内滑动，由此消除因弯曲形变而引起的力传递死点。优选地，所述第一关节球轴承采用疏磁材料制作，并且不允许有明显的纵向和横向位移间距。

所述弯曲力转换轴承座17的中部形成有轴承座，所述轴承座内设置有第二关节球轴承18，所述第二关节球轴承18的尺寸大于所述第一关节球轴承16。

也就是说，所述第二关节球轴承18的外环固定于所述弯曲力转换轴承座17，所述弯曲力支撑板19固定于所述第二关节球轴承18的内环，由此，所述弯曲力支撑板19能够相对于所述弯曲力转换轴承座发生转动。

所述弯曲力支撑板19固定于所述上弯曲力支撑筒21，上弯矩连接杆34的上端固定于第一关节球轴承16的内环，所述上弯矩连接杆34的下端穿过所述弯曲力支撑板19，铰接于上弯曲力拉压杠杆22的一端。

所述上弯曲力隔板23固定于所述上弯曲力支撑筒21的下端，所述上弯曲力拉压杠杆22的中部铰接于所述上弯曲力隔板23上，所述上弯曲力拉压杠杆22的另一端铰接于上弯矩应变片20的下端，所述上弯矩应变片20的上端固定于所述弯曲力支撑板19。

本实施例中，所述上弯矩应变片20的中部形成为平板状，在所述上弯矩应变片20的中部开设有多个长条形孔，以降低上弯矩应变片20的刚性，同时在上弯矩应变片20的中部粘贴磁致伸缩材料。

优选地，在所述弯曲力支撑板19上开设有通孔，在所述弯曲力支撑板19的通孔内设置有轴套33，所述上弯矩连接杆34可滑动地设置于所述轴套33内。

由此，当传感器承受弯曲应力时，所述上弯矩连接杆34发生沿轴向的移动，并由此驱动上弯曲力拉压杠杆22绕其铰接轴转动，进一步地，实现上弯矩应变片20的拉伸或者压缩，实现弯曲应力的检测。

并且，所述中弯曲力支撑筒25的上端固定于所述上弯曲力隔板23上，所述中弯矩连接杆35的上端固定于第一关节球轴承16的内环，所述中弯矩连接杆35的下端穿过所述弯曲力支撑板19，铰接于中弯曲力拉压杠杆26的一端。

所述中弯曲力隔板27固定于所述中弯曲力支撑筒25的下端，所述中弯曲力拉压杠杆26的中部铰接于所述中弯曲力隔板27上，所述中弯曲力拉压杠杆26的另一端铰接于中弯矩应变片24的下端，所述中弯矩应变片24的上端固定于所述上弯曲力隔板23。

本实施例中，所述中弯矩应变片24的中部形成为平板状，在所述中弯矩应变片24的中部开设有多个长条形孔，以降低中弯矩应变片24的刚性，同时在中弯矩应变片24的中部粘贴磁致伸缩材料。

优选地，在所述弯曲力支撑板19上开设有通孔，在所述弯曲力支撑板19的通孔内设置有轴套33，所述中弯矩连接杆35可滑动地设置于所述轴套33内。

所述下弯曲力支撑筒29的上端固定于所述中弯曲力隔板27上，所述下弯矩连接杆36的上端固定于第一关节球轴承16的内环，所述下弯矩连接杆36的下端穿过所述弯曲力支撑板19，铰接于下弯曲力拉压杠杆30的一端。

所述下弯曲力隔板31固定于所述下弯曲力支撑筒29的下端，所述下弯曲力拉压杠杆30的中部铰接于所述下弯曲力隔板31上，所述下弯曲力拉压杠杆30的另一端铰接于下弯矩应变片28的下端，所述下弯矩应变片28的上端固定于所述中弯曲力隔板27。

本实施例中，所述下弯矩应变片28的中部形成为平板状，在所述下弯矩应变片28的中部开设有多个长条形孔，以降低下弯矩应变片28的刚性，同时在下弯矩应变片28的中部粘贴磁致伸缩材料。

优选地，在所述弯曲力支撑板19上开设有通孔，在所述弯曲力支撑板19的通孔内设置有轴套33，所述下弯矩连接杆36可滑动地设置于所述轴套33内。

而且，所述上弯矩应变片、中弯矩应变片和下弯矩应变片之间呈120°夹角设置，即所述上弯矩应变片的中部、中弯矩应变片的中部和下弯矩应变片的中部沿所述弯曲力支撑板19的中心轴线均匀分布。

所述下弯曲力支撑筒29的下端固定有下端盖板32，优选地，可以使用螺钉穿过下端盖板32、下弯曲力隔板31、下弯曲力支撑筒29、中弯曲力隔板27、中弯曲力支撑筒25、上弯曲力隔板23、上弯曲力支撑筒21和弯曲力支撑板19，将这些部件固定在一起。

本实施例的塔式串联维间解耦无线无源传感器在静态检测时，当其受到弯曲力作用，弯曲力方向的差异使三根弯矩连接杆产生不同受力，并依次通过传递路径对所述的3个弯矩应变片产生不同的应变。

而所述弯矩应变片上贴附的磁致伸缩材料，将会把3个弯矩应变片产生不同的应变以电压的形式反映到计算机中，由计算机进行矩阵计算得出弯矩的矢量信息。

在动态检测时，在其旋转的过程中，弯矩应变片的最大电压信息反应弯矩数值。再通过比对传感器旋转时经过0°和弯矩应变片最大电压位置的时间差，通过计算机分析计算可以得出弯矩的矢量信息。

磁致伸缩材料产生应力，在施加的激励磁场的作用下产生磁致伸缩逆效应，通过检测线圈检测其磁场变化，即可以实现弯曲应力和扭转应力的联合检测。

也就是说，本实施例的塔式串联维间解耦无线无源传感器能够实现六维力/力矩的解耦，解决了普通传感器难以在静/动态的环境下准确检测多维耦合力的问题。

本发明的一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，可应用在医学领域，人体植入型传感器方向，大大减少传感器植入人体后需在人体中埋线或二次手术的环节。也可以在机械加工领域，安装在数控机床的刀头位置，实时监测刀具在加工中的受力情况，通过本传感反馈的加工信息，改善加工工艺提高生产效益。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (7)

1.一种塔式串联维间解耦无线无源传感器，其特征在于，包括轴向力推拉轴、轴向力固定端板、轴向力应变体、轴向力支撑筒、推拉扭转连接板、扭转力螺母环、下端保持环、扭转力支撑筒、上端盖环、弯曲力转换轴承座、第一关节球轴承、上弯曲力支撑筒、中弯曲力支撑筒、下弯曲力支撑筒、上弯矩连接杆、中弯矩连接杆、下弯矩连接杆、扭转力螺栓轴、上弯曲力隔板、中弯曲力隔板、下弯曲力隔板和弯曲力支撑板；

所述轴向力推拉轴的中部的横截面为非圆形；所述轴向力固定端板固定于所述轴向力支撑筒的上端，并且所述轴向力固定端板上开设有与所述轴向力推拉轴的中部的横截面形状相同的通孔；所述轴向力推拉轴可滑动地插入在所述轴向力固定端板的通孔内；

所述轴向力应变体的上端通过螺栓固定于所述轴向力固定端板，所述轴向力应变体的下端固定于所述轴向力推拉轴上，在所述轴向力应变体上粘贴有磁致伸缩材料；

所述轴向力支撑筒的下端固定于推拉扭转连接板；所述推拉扭转连接板固定于所述扭转力螺母环上；

所述下端保持环固定于所述扭转力支撑筒；所述上端盖环固定于所述下端保持环上；

所述扭转力螺母环的外壁面上形成有法兰，并且所述扭转力螺母环的法兰位于上端盖环和下端保持环之间；

所述扭转力螺母环的中部形成为通孔，并且在所述扭转力螺母环的侧壁上开设有销孔；在所述销孔内安装有导向销；

所述扭转力螺栓轴上形成有螺旋形的导向槽，所述扭转力螺栓轴可滑动地设置于所述扭转力螺母环内，并且所述导向销和导向槽相配合；

所述扭转力螺栓轴的下端固定有扭矩应变片；所述下端保持环上沿其轴线方向开设有两个开口槽，所述扭矩应变片的上部的两端能够可滑动地设置在所述下端保持环上的开口槽内；

所述扭矩应变片的下端固定有连接头，所述连接头固定于连接杆挡板，所述连接杆挡板固定于所述扭转力支撑筒的下端；

所述弯曲力转换轴承座固定于所述扭转力支撑筒的下端，并位于所述连接杆挡板的下方；所述弯曲力转换轴承座的上端圆板上开设有三个沉槽；所述三个沉槽沿所述弯曲力转换轴承座的周向均匀分布；所述第一关节球轴承设置于所述弯曲力转换轴承座的沉槽内；

所述弯曲力转换轴承座的中部形成有轴承座，所述轴承座内设置有第二关节球轴承，所述第二关节球轴承的尺寸大于所述第一关节球轴承；所述弯曲力支撑板固定于所述第二关节球轴承的内环；

所述弯曲力支撑板固定于所述上弯曲力支撑筒，所述上弯矩连接杆的上端固定于第一关节球轴承的内环，所述上弯矩连接杆的下端穿过所述弯曲力支撑板，铰接于上弯曲力拉压杠杆的一端；

所述上弯曲力隔板固定于所述上弯曲力支撑筒的下端，所述上弯曲力拉压杠杆的中部铰接于所述上弯曲力隔板上，所述上弯曲力拉压杠杆的另一端铰接于上弯矩应变片的下端，所述上弯矩应变片的上端固定于所述弯曲力支撑板；

所述中弯曲力支撑筒的上端固定于所述上弯曲力隔板上，所述中弯矩连接杆的上端固定于第一关节球轴承的内环，所述中弯矩连接杆的下端穿过所述弯曲力支撑板，铰接于中弯曲力拉压杠杆的一端；

所述中弯曲力隔板固定于所述中弯曲力支撑筒的下端，所述中弯曲力拉压杠杆的中部铰接于所述中弯曲力隔板上，所述中弯曲力拉压杠杆的另一端铰接于中弯矩应变片的下端，所述中弯矩应变片的上端固定于所述上弯曲力隔板；

所述下弯曲力支撑筒的上端固定于所述中弯曲力隔板上，所述下弯矩连接杆的上端固定于第一关节球轴承的内环，所述下弯矩连接杆的下端穿过所述弯曲力支撑板，铰接于下弯曲力拉压杠杆的一端；

所述下弯曲力隔板固定于所述下弯曲力支撑筒的下端，所述下弯曲力拉压杠杆的中部铰接于所述下弯曲力隔板上，所述下弯曲力拉压杠杆的另一端铰接于下弯矩应变片的下端，所述下弯矩应变片的上端固定于所述中弯曲力隔板；

所述上弯矩应变片、中弯矩应变片和下弯矩应变片之间呈120°夹角设置。

2.根据权利要求1所述的塔式串联维间解耦无线无源传感器，其特征在于，所述轴向力推拉轴的中部的横截面为正六边形。

3.根据权利要求1所述的塔式串联维间解耦无线无源传感器，其特征在于，所述轴向力应变体包括上固定部、形变部和下固定部，所述下固定部上形成有内螺纹孔，所述轴向力推拉轴上形成有与所述内螺纹孔配合的外螺纹，所述下固定部通过外螺纹和内螺纹孔的配合固定于所述轴向力推拉轴上；所述形变部包括至少两个支撑板，所述支撑板沿以所述内螺纹的轴线为中心均匀分布在一个圆周上；所述上固定部通过螺栓固定于所述轴向力固定端板；所述支撑板上粘贴有磁致伸缩材料。

4.根据权利要求1所述的塔式串联维间解耦无线无源传感器，其特征在于，所述销孔的数量为四个，四个销孔沿所述扭转力螺母环的周向均匀分布。

5.根据权利要求1所述的塔式串联维间解耦无线无源传感器，其特征在于，所述导向槽的升角为45°。

6.根据权利要求1所述的塔式串联维间解耦无线无源传感器，其特征在于，所述扭矩应变片的中部开设有多个孔。

7.根据权利要求1所述的塔式传感器，其特征在于，所述沉槽为长条形槽，所述弯曲力转换轴承座的长条形槽的宽度等于第一关节球轴承的直径，长度大于所述第一关节球轴承的直径。

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