CN112113689A - 一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统 - Google Patents

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邢伯阳
索旭东
刘贵添
沈宏城
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及智能机器人技术领域，且公开了一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，包括腿部杆，所述腿部杆为圆柱形空心长杆，腿部杆的下端内部套接有内固定套，内固定套为圆柱形套，内固定套的内侧壁面上呈环形阵列固定安装有三组霍尔传感器且霍尔传感器的传感接收一端倾斜向下设置，内固定套的下端中间位置开设有圆形孔且圆形孔的内部竖直插接有螺柱。本发明中，通过模拟信号值可得出磁铁移动的距离，磁铁移动的距离与弹簧的形变量相同，根据弹簧的弹力公式：F＝‑kx，可得出弹力，进而得出足底的压力，从而达到准确计算出机器人足底的弹力，并得到相应压力，保证精准控制机器人在移动时支撑腿位置以及整体的稳定性。

Description

一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统。
背景技术
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
目前市场上已有的智能机器人在行走移动时，由于腿部支撑位置没有相对应的压力检测装置，从而导致无法准确计算出机器人足底的弹力以及压力，无法保证精准控制机器人在移动时支撑腿位置以及整体的稳定性。为此，我们提出一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，包括腿部杆，所述腿部杆为圆柱形空心长杆，腿部杆的下端内部套接有内固定套，内固定套为圆柱形套，内固定套的内侧壁面上呈环形阵列固定安装有三组霍尔传感器且霍尔传感器的传感接收一端倾斜向下设置，内固定套的下端中间位置开设有圆形孔且圆形孔的内部竖直插接有螺柱。
作为优选，所述内固定套的外圈处套接有弹簧且弹簧倾斜向下设置。
作为优选，三组所述霍尔传感器以及螺柱包裹在弹簧的中间空间内部，弹簧的下端固定安装有磁铁。
作为优选，所述磁铁由一个梯形磁块和一个矩形磁块组成且磁铁的上端斜面与三组霍尔传感器水平对应。
作为优选，所述螺柱的下端与磁铁的上端斜面中间位置螺纹连接在一起，磁铁的整下端固定安装有足底，足底为球形块。
有益效果
本发明提供了一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统。具备以下有益效果：
该一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，根据霍尔原理可测出磁铁与霍尔传感器之间的距离变化量，在足底的上端安装有磁铁，腿部杆的下方安装三个霍尔传感器，当足底接触地面时，会产生一定的压力并使弹簧发生形变，足底上端的磁铁与霍尔传感器越近，则磁场逐渐增大，同时霍尔传感器输出的模拟信号值也越大，通过模拟信号值可得出磁铁移动的距离，磁铁移动的距离与弹簧的形变量相同，根据弹簧的弹力公式：F＝-kx，可得出弹力，进而得出足底的压力，从而达到准确计算出机器人足底的弹力，并得到相应压力，保证精准控制机器人在移动时支撑腿位置以及整体的稳定性。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明整体爆炸示意图；
图3为本发明产生形变时的示意图。
图例说明：
1腿部杆、2内固定套、3霍尔传感器、4螺柱、5弹簧、6磁铁、7足底。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例：一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，如图1-图3所示，包括腿部杆1，所述腿部杆1为圆柱形空心长杆，腿部杆1的下端内部套接有内固定套2，内固定套2为圆柱形套，内固定套2的内侧壁面上呈环形阵列固定安装有三组霍尔传感器3且霍尔传感器3的传感接收一端倾斜向下设置，内固定套2的下端中间位置开设有圆形孔且圆形孔的内部竖直插接有螺柱4，内固定套2的外圈处套接有弹簧5且弹簧5倾斜向下设置，三组霍尔传感器3以及螺柱4包裹在弹簧5的中间空间内部，弹簧5的下端固定安装有磁铁6，磁铁6由一个梯形磁块和一个矩形磁块组成且磁铁6的上端斜面与三组霍尔传感器3水平对应，螺柱4的下端与磁铁6的上端斜面中间位置螺纹连接在一起，磁铁6的整下端固定安装有足底7，足底7为球形块。
磁铁6用于产生固定的磁场，弹簧5固定在磁铁6与腿部杆1之间，当足底7接触地面时，弹簧5产生形变的同时磁铁6向霍尔传感器3的一侧靠近，通过公式可算出当前位置所受到的压力，霍尔传感器3可检测磁铁6产生磁场的强度，磁场越强则霍尔传感器3输出的模拟值越大，再通过计算可得到弹簧5的形变量，进而算出压力，螺柱4将足底7、磁铁6以及腿部杆1相连接，使整体结构不会向周围偏移，保证测量数据的精准度。
本发明的工作原理：
根据霍尔原理可测出磁铁6与霍尔传感器3之间的距离变化量，在足底7的上端安装有磁铁6，腿部杆1的下方安装三个霍尔传感器3，当足底7接触地面时，会产生一定的压力并使弹簧5发生形变，足底7上端的磁铁6与霍尔传感器3越近，则磁场逐渐增大，同时霍尔传感器3输出的模拟信号值也越大，通过模拟信号值可得出磁铁6移动的距离，磁铁6移动的距离与弹簧5的形变量相同，根据弹簧5的弹力公式：F＝-kx，可得出弹力，进而得出足底7的压力，从而达到准确计算出机器人足底的弹力，并得到相应压力，保证精准控制机器人在移动时支撑腿位置以及整体的稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，包括腿部杆，其特征在于：所述腿部杆的下端内部套接有内固定套，内固定套的内侧壁面上设置有霍尔传感器且霍尔传感器有三组，所述内固定套的下端中间位置开设有圆形孔且圆形孔的内部竖直插接有螺柱，内固定套的外圈处套接有弹簧且弹簧倾斜向下设置，三组霍尔传感器以及螺柱包裹在弹簧的中间空间内部，弹簧的下端固定安装有磁铁，磁铁的整下端固定安装有足底。
2.根据权利要求1所述的一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，其特征在于：所述霍尔传感器呈环形阵列固定安装在内固定套的内侧壁面上，霍尔传感器的传感接收一端倾斜向下设置。
3.根据权利要求1所述的一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，其特征在于：所述螺柱的下端与磁铁的上端斜面中间位置螺纹连接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种基于霍尔的弹簧足底传感器系统，其特征在于：所述磁铁由一个梯形磁块和一个矩形磁块组成且磁铁的上端斜面与三组霍尔传感器水平对应。
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