CN114981628A - 传感器设备 - Google Patents

Abstract

在具体实施例中，公开了一种力传感器设备，该力传感器设备包括传感器壳体和感测组件。在该具体实施例中，感测组件包括具有中心部分和外部部分的力顺应元件；耦接到力顺应元件的中心部分的一个或更多个感测元件；以及具有外径和中心部分的柔性弹簧元件。根据本公开的至少一个实施例，柔性弹簧元件从外径向柔性弹簧元件的中心部分弯曲，并且柔性弹簧元件的中心部分与力顺应元件的中心部分对准。在该实施例中，外径与力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间。

Description

传感器设备

背景技术

力传感器通常用于控制或调节施加于部件的力。在一种类型的力传感器中，力传感器定位成使得待测量的力作用在传感器上。力传感器可被配置为将力的测量值转换成电信号，以用于进一步控制或调节力。这种类型的力传感器可用于各种应用，诸如用于测量汽车中的机电制动器的制动力等。例如，力传感器的力顺应元件可以耦接到制动系统的某个部件，并且当施加力时，力顺应元件暂时变形。在该示例中，力顺应元件上的应变可被测量并用于产生指示作用在制动系统的部件上的力的电信号。

使用这种类型的传感器，寄生力(诸如侧负载或非同心支撑区域等)可能导致非均匀负载。非均匀负载可导致力传感器的力顺应元件上的应变场位置的偏移，这将影响力传感器的准确性并且可增加硅玻璃中可用于结合传感器的感测元件的应力/应变。力传感器的部件也可能因过载而损坏。

发明内容

本发明的上述和其他目的、特征和优点将从以下对如附图中所图示的本发明的示例性实施例的更具体的描述中变得明显，其中相同的附图标记总体上表示本发明的示例性实施例的相同部分。

在本公开的具体实施例中，公开了一种力传感器设备，该力传感器设备包括传感器壳体和感测组件。在该具体实施例中，感测组件包括力顺应元件、耦接到力顺应元件的中心部分的一个或更多个感测元件以及柔性弹簧元件。根据本公开的至少一个实施例，柔性弹簧元件从外径到柔性弹簧元件的中心部分弯曲，并且柔性弹簧元件的中心部分与力顺应元件的中心部分对准。在该实施例中，外径与力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间。柔性弹簧元件被配置为响应于被施加到外径的范围内的力而弯曲，使得当力从柔性弹簧元件的外径传递到中心部分并被施加到力顺应元件的中心部分时，外径在空间内朝向凸耳移动，直到超过范围的附加力被施加到外径为止，使得外径压靠在凸耳，在该点处，该附加力被施加到力顺应元件的外部部分和传感器壳体。如下文将解释的，凸耳用作防止弹簧元件的中心部分进一步压靠力顺应元件的中心部分的硬止动件。在该示例实施例中，力顺应元件被配置为响应于从柔性弹簧元件的中心部分施加力而变形。根据该实施例，一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，一个或更多个信号指示力顺应元件已经响应于来自柔性弹簧元件的中心部分的力的施加而变形的程度。

如以下将进一步解释的，使用具有硬止动件的集成的弹簧元件的一个优点是可以保护力顺应元件免受过载并且可以减小将侧负载引入到力顺应元件中的风险。

在具体实施例中，力传感器设备包括：传感器壳体；连接器，该连接器被插入传感器壳体中；焊接环，该焊接环被压缩在传感器壳体与连接器之间；以及感测组件，该感测组件被耦接到传感器壳体。在该实施例中，感测组件包括具有中心部分和外部部分的力顺应元件。一个或更多个感测元件耦接到力顺应元件的中心部分。力顺应元件响应于对力顺应元件施加力而变形，并且一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，该一个或更多个信号指示力顺应元件响应于对力顺应元件施加力而变形的程度。

如下文将解释的，焊接环可以用于解耦环境密封传感器设备所需要的(高的)力和将连接器电连接至电气部件所需要的(低的)力，使得可以更加控制环境密封和电压缩两者。这可极大地扩展了部件之间的可能公差，从而允许降低成本并增加部件选择自由度(例如，O形环、弹簧等)。另一个益处是，由于力的解耦，连接器到壳体组件的刚性可以显著更高。这可以允许更高的安装力并且减少来自线束变化的寄生效应。此外，传感器组件的设计由于焊接环的间隙减小而允许改进的焊接能力。

在具体实施例中，公开了一种组装力传感器设备的方法，该方法包括使用焊接环通过将连接器插入到传感器壳体中来压缩传感器壳体与连接器之间的环境密封件。该方法还包括将感测组件插入到传感器壳体中。在该实施例中，感测组件包括具有中心部分和外部部分的力顺应元件；以及耦接到力顺应元件的中心部分和印刷电路板(PCB)的一个或更多个感测元件。在该具体实施例中，力顺应元件响应于对力顺应元件施加力而变形，并且一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，该一个或更多个信号指示力顺应元件响应于对力顺应元件施加力而变形的程度。该方法还包括将连接器的弹簧元件耦接到感测组件的PCB。此外，该方法还包括将感测组件耦接到传感器壳体。

附图说明

图1A是图示了根据本公开的至少一个实施例的负载在正常操作范围内的传感器设备的横截面视图的示意图；

图1B是图示了根据本公开的至少一个实施例的负载超过传感器设备的正常操作范围的图1A的传感器设备的横截面视图的示意图；

图2A是根据本公开的至少一个实施例的有限元分析(FEA)图，该有限元分析(FEA)图描绘了当传感器设备的正常操作范围内的负载被施加到专用接口时图1A的膜上的最大归一化弹性应变；

图2B是FEA图，该FEA图描绘了当负载超过现有技术传感器设备的正常操作范围时现有技术传感器设备的膜上的弹性应变；

图2C是根据本公开的至少一个实施例的FEA图，该FEA图描绘了当超过传感器设备的正常操作范围的负载被施加到专用接口时在图1B的膜上的弹性应变；

图3是图示了FEA图的示意图，该FEA图描绘了力顺应元件的方向变形；

图4是图示了根据本公开的至少一个实施例的连接器组件的横截面视图的示意图；

图5是图示了根据本公开的至少一个实施例的图4的连接器组件的视图的示意图；

图6A是图示了根据本公开的至少一个实施例的部分插入到传感器壳体中的图4和图5的连接器组件的横截面视图的示意图；

图6B是图示了根据本公开的至少一个实施例的连接器壳体组件的横截面视图的示意图，该连接器壳体组件通过将图4和图5的连接器组件完全插入到图6A的传感器壳体中而形成；

图7A是图示了根据本公开的至少一个实施例的图6B的连接器壳体组件的横截面视图的示意图，该连接器壳体组件部分插入到感测组件中；

图7B是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装传感器设备的横截面视图的示意图，该组装传感器设备通过将连接器壳体组件完全插入到感测组件中而形成；

图8是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备的横截面视图的示意图；

图9是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备的等距横截面视图的示意图；

图10是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备的等距横截面视图的示意图；

图11是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备的等距横截面视图的示意图；以及

图12是图示了根据本公开的至少一个实施例的用于组装力传感器设备的方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

通过结合阐述本发明的代表性实施例的附图进行的某些实施例的以下详细描述，本文所公开的设备的优点和其他特征对于本领域普通技术人员而言将变得更加明显。

在说明书中，贯穿附图，共同的特征由共同的附图标记指定。如本文中所使用的，不同术语仅用于描述特定实施方式的目的而并非旨在是限制性的。例如，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式。可以进一步理解的是，术语“包括(comprise)”、“包括(comprises)”和“包括(comprising)”可以与“包括(include)”、“包括(includes)”或“包括(including)”可互换地使用。此外，应当理解，术语“其中(wherein)”可以与“其中(where)”互换使用。如本文所使用的，“示例性的”可以指示示例、实施方式和/或方面，并且不应被解释为限制或指示偏好或优选实施方式。如本文所使用的，用于修改元件(诸如结构、部件、操作等)的序数术语(例如，“第一”、“第二”、“第三”等)本身不指示该元件相对于另一元件的任何优先级或次序，而是仅仅将该元件与具有相同名称(但针对序数术语的使用)的另一元件区分开来。如本文所使用的，术语“集合”是指一个或更多个元件的分组，并且术语“多个”是指多个元件。

如本文使用的，“耦接”可以包括“通信耦接”、“电耦接”或“物理耦接”，并且还可以(或可替代地)包括其任何组合。两个装置(或部件)可经由一个或更多个其他装置、部件、电线等直接或间接地耦接(例如，通信耦接、电耦接或物理耦接)。作为说明性、非限制性示例，电耦接的两个装置(或部件)可被包括在同一装置或不同装置中，并且可经由电子器件、一个或更多个连接器或电感耦接件来连接。在一些实施方式中，通信(诸如，以电通信等)耦接的两个装置(或部件)可诸如经由一个或更多个电线、总线、网络等直接或间接发送和接收电信号(数字信号或模拟信号)。如本文所使用的，“直接耦接”可以包括耦接(例如，通信耦接、电耦接或物理耦接)而没有中间部件的两个装置。

此外，限定诸如“上部”、“下部”、“内部”和“外部”等的取向的词语仅用于帮助描述部件相对于彼此的位置。例如，部件的“内”表面仅仅旨在描述与相同部件的“外”表面分离的表面。没有表示取向的词语用于描述绝对取向(即，其中“内部”部分必须始终在部件内部)。

注意，本文的技术非常适合用于任何类型的传感器应用中，诸如本文讨论的力传感器组件等。然而，应当注意，本文的实施例不限于在这样的应用中使用，并且本文所讨论的技术也很好地适用于其他应用。

在力传感器中，可能关注正常负载(用于正常操作的力)与验证负载(在正常操作范围内不应影响传感器的功能的过载力)之间的差异。在具体实施例中，验证力可以比正常操作力大500％。对于操作力的5倍的力，避免对传感器设备的元件的损坏成为重大挑战。本公开描述了包括具有硬止动件的弹簧元件的力传感器设备的实施例。如下文将解释的，使用具有硬止动件的集成弹簧元件的一个优点是：力传感器设备的力顺应元件可以被保护免于过载，并且可以减小将侧负载引入到力顺应元件中的风险。

图1A是图示了根据本公开的至少一个实施例的传感器设备(100)的横截面视图的示意图，该传感器设备(100)具有在正常操作范围内的负载。图1B是图示了根据本公开的至少一个实施例的图1A的传感器设备(100)的横截面视图的示意图，该传感器设备(100)具有超过传感器设备(100)的正常操作范围的负载。

图1A和图1B的传感器设备(100)包括专用接口(109)、传感器壳体(105)、盘(101)、柔性弹簧元件(102)、力顺应元件(103)、膜(104)、多个感测元件(106)、PCB(107)以及PCB部件(108)。

在图1A和图1B的示例中，盘(101)具有耦接到专用接口(109)的第一表面并且具有耦接到柔性弹簧元件(102)的外径(140)的第二表面。柔性弹簧元件(102)还具有中心部分(142)，该中心部分(142)与力顺应元件(103)的中心部分(160)对准，并且柔性弹簧元件(102)从柔性弹簧元件(102)的外径(140)到中心部分(142)弯曲。在图1A和图1B的示例中，柔性弹簧元件(102)的外径(140)与力顺应元件(103)的外部部分的凸耳(152)间隔开一空间(150)。

在操作期间，施加于专用接口(109)的力(120)首先被传递至盘(101)并且随后被传递至柔性弹簧元件(102)的外径(140)。柔性弹簧元件(102)被配置为响应于施加到柔性弹簧元件(102)的外径(140)的正常操作范围内的力而弯曲，使得当力从外径(140)传递到柔性弹簧元件(102)的中心部分(142)并施加到力顺应元件(103)的中心部分(160)时，外径(140)在空间(150)内朝向凸耳(152)移动。

这种负载的施加可以导致力顺应元件(103)的弯曲和膜(104)上的应变的变化。多个感测元件(106)可通过玻璃附接到膜(104)以测量力顺性元件(103)和膜(104)上的应变变化。每个感测元件(106)可被配置成生成指示力顺应元件(103)和膜(104)响应于相反方向的力的施加而变形的程度的信号。在具体实施例中，感测元件是微熔硅应变仪(MSG)。为了测量施加到力顺应元件(103)的力的量，感测元件(106)可均匀地分布在力顺应元件(103)的顶表面上的圆上。本领域普通技术人员将认识到，根据本公开，可以使用以多种配置放置的任何数量的感测元件。来自感测元件(106)的信号可通过电连接件(未示出)传输到PCB(107)的电气部件(集成电路和诸如电阻器、电容器等的无源元件)。

如图1B所示，当超过正常操作范围的附加力(195)被施加到外径(140)时，外径(140)朝向力顺应元件(103)的凸耳(152)移动，从而致使外径(140)压靠凸耳(152)。在该示例中，柔性弹簧元件(102)的外径(140)和力顺应元件(103)的凸耳(152)之间的接触充当防止柔性弹簧元件(102)的中心部分(142)继续进一步朝向力顺应元件(103)的中心部分(160)移动的硬止动件。如图1B中的箭头(182、190)所示，超过正常操作范围的负载导致弹簧元件(102)到达硬止动件，并且力将不会被引导通过力顺应元件的中心部分到达膜(104)，而是被引导至力顺应元件的外部部分到达传感器壳体(105)。在具体实施例中，弹簧元件被优化用于所需的保护力和负载的期望位移。

传感器壳体(105)被设计成保护力传感器设备(100)的电气部件并且接收用于力测量的反作用力。虽然未示出，但是图1A和图1B的设备(100)还可以包括被对准以用于定位在传感器壳体(105)的开口内的电子连接器。

在具体实施例中，盘(101)与弹簧元件(102)和/或弹簧元件(102)与力顺应元件(103)之间不存在固定连接件。由此，将极大地减小力感测元件中的寄生侧负载。在具体实施例中，弹簧元件(102)的设计将接触形状改变成点接触或(圆形)线接触。弹簧元件内部的柔性可以导致力顺应元件上更均匀的负载分布。因为图1A和图1B的力传感器设备(100)具有集成的弹簧元件，该集成的弹簧元件具有硬止动件，所以可保护力顺应元件免受过载，并且可减小将侧负载引入到力顺应元件中的风险。

本领域的普通技术人员将认识到，专用接口(109)和传感器壳体(105)两者都可以被适配成和修改成将设备(100)集成到新的或现有组件中的任何部件以直接测量力或测量与力相关联的反作用力。例如，在典型的制动踏板组件中，推杆可以从发动机舱前方的地板区域延伸。在推杆的一端处，推杆耦接至附接到地板的旋转接头。脚踏板可附接至推杆的另一端。在推杆的两端之间的一点处，推杆被耦接到活塞，活塞被耦接到制动系统。在该示例性制动踏板组件中，设备(100)可以被集成到多个位置中。例如，本公开的传感器设备还可以被耦接以测量推杆与活塞之间的连接处、推杆与地板之间的连接处的力以及施加到地板的力。可替代地，本公开中所描述的传感器设备可耦接至制动踏板以测量当用户压下踏板时施加的拉伸力或者压缩力。

图2A图示了根据本公开的至少一个实施例的有限元分析(FEA)图(202)，该有限元分析(FEA)图(202)描绘了当传感器设备(100)的正常操作范围内的负载被施加到应用特定接口(109)时图1A的膜(104)上的最大归一化弹性应变。在图2A的示例中，设备(100)被配置成具有正常操作范围，使得弹簧元件(102)被配置成在正常操作范围结束时在最大负载下到达硬止动件。如图2A所示，当正常操作负载施加于传感器设备(100)时，负载从专用接口(109)传递至盘(101)并且从盘(101)传递至弹簧元件(102)。因为负载在传感器设备(100)的正常操作范围内，弹簧元件(102)将相似的负载传递到力顺应元件(103)。这导致力顺应元件(103)的弯曲和膜(104)上的应变的改变，这在图2A的FEA图(202)中示出。图2A的FEA图(202)示出了膜上的弹性应变在可接受的限制内并且保持在临界阈值以下。

图2B是图示了有限元分析(FEA)图(204)的示意图，有限元分析(FEA)图(204)描绘了当负载超过现有技术的传感器设备的正常操作范围时现有技术传感器设备的膜上的弹性应变。图2B中使用的现有技术传感器设备被配置为具有正常操作范围，在正常操作范围的端部处具有最大负载。现有技术的传感器设备不包括具有硬止动件的盘或弹簧元件。因此，当超过最大负载和正常操作范围的操作负载施加于现有技术的传感器设备时，不存在弹簧元件以阻止负载超过传感器设备的限制。现有技术的传感器设备上的过量应变反映在图2B的FEA图(204)中，其示出了膜上的应变超过传感器设备的可接受极限和临界阈值。如上所解释的，当超过现有技术的传感器设备的正常操作范围的力或负载被施加到现有技术的传感器设备时，力顺应元件、感测元件和玻璃结合剂可能损坏。

图2C是根据本公开的至少一个实施例的有限元分析(FEA)图(206)，该有限元分析(FEA)图(206)描绘了当超过传感器设备的正常操作范围的负载被施加到应用特定接口(109)时在图1B的膜(104)上的弹性应变。如图2C所示，当超过最大负载和正常操作范围的操作负载施加于传感器设备(100)时，负载从应用特定接口(109)传递至盘(101)并且从盘(101)传递至弹簧元件(102)。因为来自特定应用接口(109)上的操作负载的力超过力传感器设备的最大负载和正常操作范围，所以弹簧元件(102)将变形，使得弹簧元件(102)将在最大负载极限处到达硬止动件，并且力将不会被引导通过力顺应元件(103)到达膜(104)，而是被引导通过力顺应元件到达传感器壳体(105)。当与不包括具有硬止动件的弹簧元件的图2B的FEA图(204)相比时，这种力的改道在图2C的FEA图(206)中是明显的。利用硬止动件以及用于最大负载(以达到硬止动件)的优化的弹簧设计，膜上的弹性应变将显著减小。如图2C的FEA图(206)所示，即使施加到传感器设备的负载超过传感器设备的正常操作范围，弹性应变也保持在传感器设备的临界阈值以下。

图3是描绘了力顺应元件的方向变形的FEA图(300)。如图3的示例中所示，力顺应元件在最大负载处具有小位移并且太刚硬(太小位移)以致于不能集成硬止挡件。通过增加弹簧元件(例如，图1A的弹簧元件(102))，位移将增加到可接受的水平(如图4中所图示的刚度的减小)，使得硬止动件可集成到传感器设备的设计中。

图4是图示了根据本公开的至少一个实施例的连接器组件(404)的横截面视图的示意图。图5是图示了图4的连接器组件(404)的视图的示意图。参照图4，连接器组件(404)包括连接器(401)和围绕连接器(401)的本体的O形环(402)。连接器组件还包括金属焊接环(403)和电连接件(420)。在具体实施例中，焊接环可以是柔性的和可压缩的。在其他实施例中，焊接环可以是刚性的。

图6A是图示了根据本公开的至少一个实施例的部分插入到传感器壳体(602)中的图4和图5的连接器组件(404)的横截面视图的示意图。图6B是图示了根据本公开的至少一个实施例的连接器壳体组件(690)的横截面视图的示意图，该连接器壳体组件(690)通过将图4和图5的连接器组件(404)完全插入到图6A的传感器壳体中而形成。参照图6B，施加轴向力以将连接器组件(404)完全插入到壳体(602)中，直到O形环(402)在转变至传感器壳体(602)的变窄部段(604)时被正确地压缩。当完全插入时，焊接环403将减小壳体(602)与连接器(401)之间的间隙。

在具体实施例中，连接器组件(404)和壳体(602)可以使用多种方法在径向方向上在焊接位置(650)处刚性地连接，多种方法包括但不限于(点)焊接、卷边以及胶合。在这个实施例中，在连接器组件(404)与壳体(602)刚性连接之后，由于固定的焊接环(403)，连接器(401)不能再轴向地移动。

图7A是图示了根据本公开的至少一个实施例的部分插入到感测组件(700)中的图6B的连接器壳体组件(690)的横截面视图的示意图。图7B是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装传感器设备(795)的横截面视图的示意图，该组装传感器设备(795)通过将连接器壳体组件(690)完全插入到感测组件(700)中而形成。感测组件(700)包括柔性元件(750)、力顺应元件(703)、多个感测元件(未示出)、PCB(707)以及PCB部件和集成电路(708)。参照图7B，轴向力被施加到连接器壳体组件以压缩电触头(420)(例如，弹簧)。在具体实施例中，壳体组件(690)可以在连接点处被耦接到感测组件(700)。例如，壳体组件(690)可以在连接点处通过焊接、卷边或胶合来耦接到感测组件。

图7B的组装的传感器设备的设计给予了传感器设计者将(高)密封力从内部堆栈解耦的选择。在分离的组件上完成施加高密封力。这降低了故障的风险，但是在某些产品中，由于最小化内部寄生力，还具有增加准确度的潜力。另一个关键的益处是，由于增加和稳定密封件压缩的可能性，可以显著地改进密封。内部部件也可能潜在地被简化，因为它们是不承载负载的。根据传感器设计，由于内部力的最小化，现场故障可能减小。质量和现场回报对于安全关键传感器可以是重要的指标。在传感器生产线中，连接器、环境密封件和传感器壳体可以作为单个组件被接收。这种组件可以由供应商组装或者在制造现场的独立机器上组装。这潜在地提供了过程优化和/或成本降低的机会。

图8是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备(800)的横截面视图的示意图。在图8的示例中，组装的传感器设备(800)包括连接器组件(804)，连接器组件(804)包括连接器(801)、O形环(802)和焊接环(803)。连接器组件被完全插入到壳体(805)中，从而形成连接器壳体组件(806)，使得O形环(802)被正确地压缩，并且焊接环(803)减小了壳体(805)与连接器(801)之间的间隙。连接器组件(804)和壳体(805)使用多种方法在径向方向上在焊接位置(830)处刚性地连接，多种方法包括但不限于(点)焊接、卷边以及胶合。在这个实施例中，在连接器组件(804)与壳体(805)刚性地连接之后，由于固定的焊接环(803)，连接器(801)不能再轴向地移动。在图8的示例中，连接器壳体组件(806)被插入到包括PCB(810)的感测组件(807)中，使得电触点(808)被压缩。在具体实施例中，连接器壳体组件(806)在连接点(850)处耦接到感测组件(807)。

通过将环境密封传感器设备所需的(高的)力和将连接器电连接至电气部件所需的(低的)力解耦，O形环和电压缩两者都可以被更多的控制。这将极大地扩展了部件之间的可能公差，从而允许成本降低并且增加部件选择自由度(例如，O形环、弹簧等)。另一个益处在于，由于力的解耦，连接器到壳体组件的刚性显著更高。这可以允许更高的安装力并且减少来自线束变化的寄生效应。第二个益处是图5至图8所描述的传感器设备将减小朝向EMA的力，因为连接件可以超过弹簧力而机械地解耦。此外，传感器组件的设计由于焊接环的间隙减小而允许优异的焊接能力。

图9是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备(900)的等距横截面视图的示意图。设备(900)包括连接器组件(998)，连接器组件(998)被插入到传感器壳体(959)中并且耦接到感测组件(999)。

在图9的示例中，连接器组件(998)包括连接器(930)和围绕连接器(930)的本体的O形环(980)。连接器组件还包括焊接环(983)。如以上所解释的，施加轴向力来将连接器组件(998)完全插入到传感器壳体(959)中，直到O形环(980)在过渡到传感器壳体(959)的变窄部分(986)时被正确地压缩。当完全插入时，焊接环(983)将减小传感器壳体(959)与连接器(930)之间的间隙。

在具体实施例中，连接器组件(998)和传感器壳体(959)可以使用多种方法在径向方向上在焊接位置(984)处刚性地连接，多种方法包括但不限于(点)焊接、卷边以及胶合。在这个实施例中，在连接器组件(998)和传感器壳体(959)刚性连接之后，形成连接器壳体组件，其中由于固定的焊接环(983)，连接器(930)不能再轴向地移动。

在组装的力传感器设备(900)中，感测组件(999)被插入到连接器壳体组件中。在图9的示例中，感测组件(999)包括弹簧元件(941)、力顺应元件(942)、膜(991)、多个感测元件(990)和PCB(992)。在将感测组件(999)插入到连接器壳体组件中时，连接器(930)的电连接件(996)可以耦接到感测组件(999)的PCB(992)。力顺应元件(942)具有中心部分(957)和包括凸耳(952)的外部部分。

在具体实施例中，柔性弹簧元件(941)具有外径(940)和中心部分(958)，其中柔性弹簧元件(941)从外径(940)弯曲至柔性弹簧元件(941)的中心部分(957)。在该实施例中，柔性弹簧元件(941)的中心部分(958)与力顺应元件(942)的中心部分(957)对准。在图9的示例中，柔性弹簧元件(941)的外径(940)与力顺应元件(942)的外部部分的凸耳(952)间隔开一空间(950)。在具体实施例中，力顺应元件(942)的外部部分(967)弯曲以将柔性弹簧元件(941)的外径(940)保持在空间(950)中。

在操作期间，柔性弹簧元件(941)被配置成响应于在范围内被施加到柔性弹簧元件(941)的外径(940)的力而弯曲，使得当力从柔性弹簧元件(941)的外径(940)传递到中心部分(958)并且施加到力顺应元件(942)的中心部分(957)时，外径在空间内朝向凸耳(952)移动，直到超出范围的附加力施加到外径(940)，引起外径(940)接触凸耳(952)，此时，附加力施加到力顺应元件的外部部分和传感器壳体(959)。在该示例中，柔性弹簧元件(941)的外径(940)与力顺应元件(942)的凸耳(952)之间的接触防止柔性弹簧元件(941)的中心部分(958)继续进一步朝向力顺应元件(942)的中心部分(957)移动。

力顺应元件(942)响应于从柔性弹簧元件(941)的中心部分(958)施加力而变形。力顺应元件中的变形可由感测元件(990)通过力顺应元件(942)中的膜(991)来测量。感测元件(990)产生一个或更多个信号，该一个或更多个信号指示力顺应元件响应于来自柔性弹簧元件(941)的中心部分(958)的力的施加而变形的程度。将来自感测元件(990)的信号提供给PCB(992)的部件，其进而提供传输到连接器(930)的电连接件的输出。

图10是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备(1000)的等距横截面视图的示意图。设备(1000)包括连接器组件(1098)，该连接器组件(1098)被插入到传感器壳体(1059)中并且耦接到感测组件(1099)。

在图10的示例中，连接器组件(1098)包括连接器(1030)以及围绕连接器(1030)的本体的O形环(1080)。连接器组件(1098)还包括金属焊接环(1083)。如以上所解释的，施加轴向力以将连接器组件(1030)完全插入到传感器壳体(1059)中，直到O形环(1080)被正确地压靠在传感器壳体(1059)的卷曲部分(1086)。当完全插入时，焊接环(1083)将减小传感器壳体(1059)与连接器(1030)之间的间隙。

在具体实施例中，连接器组件(1098)和传感器壳体(1059)可以使用多种方法在径向方向上在焊接位置(1084)处刚性地连接，多种方法包括但不限于(点)焊接、卷边以及胶合。在该实施例中，在连接器组件(1098)和传感器壳体(1059)刚性地连接之后，形成连接器壳体组件，其中，由于固定的焊接环(1083)，连接器(1030)不能再轴向地移动。

在组装的力传感器设备(1000)中，感测组件(1099)被插入到连接器壳体组件中。在图10的示例中，感测组件(1099)包括弹簧元件(1041)、力顺应元件(1042)、膜(1091)、多个感测元件(1090)、PCB(1092)和PCB部件(1093)。在将感测组件(1099)插入到连接器壳体组件中时，连接器(1030)的电连接件(1094)可以耦接到感测组件(1099)的PCB(1092)。力顺应元件(1042)具有中心部分(1070)和包括凸耳(1052)的外部部分。

在具体实施例中，柔性弹簧元件(1041)具有外径(1040)和中心部分(1071)，其中柔性弹簧元件(1041)从外径(1040)弯曲至柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)。在该实施例中，柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)与力顺应元件(1042)的中心部分(1070)对准。柔性弹簧元件(1041)的外径(1040)与力顺应元件(1042)的外部部分的凸耳(1052)间隔开一空间(1050)。

在具体实施例中，柔性弹簧元件的中心部分可以耦接至力顺应元件的中心部分。在图10的示例中，力顺应元件(1042)的中心部分(1070)延伸穿过柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)。力顺应元件(1042)的中心部分(1070)的外部部段(1072)延伸超过柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)，并且力顺应元件(1042)的中心部分(1070)的外部部段(1072)变形并且覆盖柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)。因为外部部段(1072)变形并且覆盖弹簧元件(1041)的中心部分(1071)的一部分，所以外部部段(1072)可以将弹簧元件(1041)的中心部分(1071)相对于力顺应元件(1042)的中心部分(1070)保持在适当位置。在图10的示例中，力顺应元件的外部部段被图示为向内弯曲。然而，在具体实施例中，力顺应元件的外部部段可以是直的，使得力顺应元件的外部部段不将柔性弹簧元件的外径保持在空间中。

在操作期间，柔性弹簧元件(1041)被配置为响应于施加至柔性弹簧元件(1041)的外径(1040)的范围内的力而弯曲，使得当力从柔性弹簧元件(1041)的外径(1040)被传递至柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)并且被施加至力顺应元件(1042)的中心部分(1070)时，外径在空间(1050)内朝向凸耳(1052)移动，直到超过范围的附加力被施加至外径(1040)，从而使得外径(1040)压靠凸耳(1052)，此时，附加力被施加到力顺应元件的外部部分和传感器壳体(1059)。在该示例中，柔性弹簧元件(1041)的外径(1040)与力顺应元件(1042)的凸耳(1052)之间的接触防止柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)继续进一步压缩抵靠力顺应元件(1042)的中心部分(1070)。

力顺应元件(1042)响应于从柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)施加力而变形。力顺应元件中的变形可由感测元件(1090)通过力顺应元件(1042)中的膜(1091)来测量。感测元件(1090)生成一个或更多个信号，该一个或更多个信号指示力顺应元件响应于从柔性弹簧元件(1041)的中心部分(1071)施加力而变形的程度。来自感测元件(1090)的信号被提供给PCB(1092)的部件，其进而提供被传输到连接器(1030)的电连接件的输出。

图11是图示了根据本公开的至少一个实施例的组装的传感器设备(1100)的等距截面视图的示意图。设备(1100)包括连接器组件，连接器组件(1198)被插入到传感器壳体(1159)中并且耦接到感测组件(1199)。

在图11的示例中，连接器组件(1198)包括连接器(1130)和围绕连接器(1130)的本体的O形环(1180)。连接器组件还包括金属焊接环(1183)。如以上所解释的，施加轴向力以将连接器组件(1198)完全插入到传感器壳体(1159)中，直到O形环(1180)被正确地压靠在传感器壳体(1159)的卷曲部分(1186)。当完全插入时，焊接环(1183)将减小传感器壳体(1159)与连接器(1130)之间的间隙。

在具体实施例中，连接器组件(1198)和传感器壳体(1159)可以使用多种方法在径向方向上在焊接位置(1184)处刚性地连接，多种方法包括但不限于(点)焊接、卷边以及胶合。在该实施例中，在连接器组件(1198)和传感器壳体(1159)刚性连接之后，形成连接器壳体组件，其中由于固定的焊接环(1183)，连接器(1130)不能再轴向地移动。

在组装的力传感器设备(1100)中，感测组件(1199)被插入到连接器壳体组件中。在图11的示例中，感测组件(1199)包括柔性弹簧元件(1141)、力顺应元件(1142)、膜(1191)、多个感测元件(1190)、PCB(1192)和PCB部件(1193)。在将感测组件(1199)插入到连接器壳体组件中时，连接器(1130)的电连接件(1194)可以耦接到感测组件(1199)的PCB(1192)。力顺应元件(1142)具有中心部分(1157)和包括凸耳(1152)的外部部分。

在具体实施例中，柔性弹簧元件(1141)具有外径(1140)和中心部分(1158)，其中柔性弹簧元件(1141)从外径(1140)弯曲至柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1157)。在该实施例中，柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)与力顺应元件(1142)的中心部分(1157)对准。柔性弹簧元件(1141)的外径(1140)与力顺应元件(1142)的外部部分的凸耳(1152)间隔开一空间(1150)。在图11的示例中，力顺应元件的外部部段被图示为向内弯曲。然而，在具体实施例中，力顺应元件的外部部段可以是直的，使得力顺应元件的外部部段不将柔性弹簧元件的外径保持在空间中。

在具体实施例中，柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)耦接至力顺应元件(1142)的中心部分(1157)。在图11的示例中，感测组件(1199)还包括接合部件(1190)，接合部件(1190)延伸穿过柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)和力顺应元件(1142)的中心部分(1157)并且将柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)和力顺应元件(1142)的中心部分(1157)耦接在一起。在具体实施例中，可使用螺钉(未示出)将接合部件(1190)紧固到力顺应元件(1142)。

在操作期间，柔性弹簧元件(1141)被配置成响应于施加于柔性弹簧元件(1141)的外径(1140)的范围内的力而弯曲，使得当力从外径(1140)传递到柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)并施加到力顺应元件(1142)的中心部分(1157)时，外径在空间内朝向凸耳(1152)移动，直到超出范围的附加力施加到外径(1140)，导致外径(1140)接触凸耳(1152)，此时，将附加力施加到力顺应元件的外部部分和传感器壳体(1159)。在该示例中，柔性弹簧元件(1141)的外径(1140)与力顺应元件(1142)的凸耳(1152)之间的接触防止柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)继续进一步朝向力顺应元件(1142)的中心部分(1157)按压。

力顺应元件(1142)响应于从柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)施加力而变形。力顺应元件中的变形可由感测元件(1090)通过力顺应元件(1142)中的膜(1191)来测量。感测元件(1190)生成一个或更多个信号，一个或更多个信号指示力顺应元件响应于来自柔性弹簧元件(1141)的中心部分(1158)的力的施加而变形的程度。将来自感测元件(1190)的信号提供到PCB(1192)的部件，其进而提供传输到连接器(1130)的电连接件的输出。

图12是图示了根据本公开的至少一个实施例的用于组装力传感器设备的方法的实施方式的流程图，方法包括使用(1202)焊接环(例如，图9的焊接环(983))通过将连接器插入到传感器壳体中来压缩传感器壳体(例如，图9的传感器壳体(959))与连接器(例如，图9的连接器(930))之间的环境密封件(例如，图9的O形环(980))。在图12的示例中，连接器具有一个或更多个电连接件。通过将连接器插入到传感器壳体中而使用(1202)焊接环来压缩传感器壳体与连接器之间的环境密封件可以通过推动连接器直到环境密封件被压靠在传感器壳体的变窄部分来执行。

图12的方法包括将焊接环耦接(1203)至传感器壳体。将焊接环耦接(1203)到传感器壳体可以通过焊接、卷边以及胶合来执行。

图12的方法还包括将感测组件(例如，图9的感测组件(990))插入(1204)到传感器壳体中。将感测组件插入(1204)到传感器壳体中可以通过将感测组件与传感器壳体对准来执行。

在图12的示例中，感测组件可以包括具有中心部分和外部部分的力顺应元件。感测组件还可包括耦接到力顺应元件的中心部分的一个或更多个感测元件。在图12的示例中，力顺应元件响应于向力顺应元件施加的力而变形，并且一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，该一个或更多个信号指示力顺应元件响应于向力顺应元件施加的力而变形的程度。

图12的方法还包括将连接器的弹簧元件耦接(1206)至感测组件的印刷电路板(PCB)。在图12的示例中，PCB耦接到感测组件的一个或更多个感测元件。将连接器的弹簧元件耦接(1206)到PCB可以通过推动感测组件直到连接器的弹簧元件与感测组件的PCB连接来执行。

此外，图12的方法还包括将感测组件耦接(1208)至传感器壳体。将感测组件耦接(1208)到传感器壳体可以通过焊接、胶合和卷边来执行。

如以上所解释的，焊接环可以用于解耦环境密封传感器设备所需要的(高的)力和将连接器电连接至电气部件所需要的(低的)力，使得可以更加控制环境密封和电压缩两者。这可极大地扩展了部件之间的可能公差，从而允许降低成本并增加部件选择自由度(例如，O形环、弹簧等)。另一个益处在于，由于力的解耦，连接器到壳体组件的刚性可以显著地更高。这可以允许更高的安装力并且减少来自线束变化的寄生效应。此外，传感器组件的设计由于焊接环的间隙减小而允许改进的焊接能力。

本公开的优点和特征可以通过以下声明来进一步描述：

1.一种力传感器设备，包括传感器壳体和感测组件，所述感测组件包括：具有中心部分和外部部分的力顺应元件；耦接到所述力顺应元件的中心部分的一个或更多个感测元件；以及具有外径和中心部分的柔性弹簧元件，所述柔性弹簧元件从所述外径弯曲到所述柔性弹簧元件的中心部分；所述柔性弹簧元件的中心部分与所述力顺应元件的中心部分对准；所述外径与所述力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间；所述柔性弹簧元件被配置为响应于被施加到所述外径的范围内的力而弯曲，使得当所述力从所述柔性弹簧元件的外径传递到所述中心部分并被施加到所述力顺应元件的中心部分时，所述外径在所述空间内朝向所述凸耳移动，直到超过所述范围的附加力被施加到所述外径为止，从而使得所述外径压靠在所述凸耳，在这一点处，所述附加力被施加到所述力顺应元件的外部部分和所述传感器壳体；所述力顺应元件响应于从所述柔性弹簧元件的中心部分施加力而变形；以及所述一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，所述一个或更多个信号指示所述力顺应元件响应于从所述柔性弹簧元件的中心部分施加力而变形的程度。

2.根据声明1所述的力传感器设备，其中，所述柔性弹簧元件的外径与所述力顺应元件的凸耳之间的接触防止柔性弹簧元件的中心部分继续进一步压缩抵靠所述力顺应元件的中心部分。

3.根据声明1或2所述的力传感器设备，其中，所述感测组件包括盘，所述盘具有耦接到专用接口的第一表面和耦接到所述柔性弹簧元件的外径的第二表面；其中，从所述专用接口向所述盘的第一表面施加力转移到所述柔性弹簧元件的所述外径。

4.根据声明1-3中任一项所述的力传感器设备，其中所述力顺应元件的外部部段向内弯曲以将所述柔性弹簧元件的外径保持在所述空间中。

5.根据声明1-4中任一项所述的力传感器设备，其中所述柔性弹簧元件的中心部分耦接到所述力顺应元件的中心部分。

6.根据声明1-5中任一项所述的力传感器设备，其中所述力顺应元件的中心部分延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分。

7.根据声明1-6中任一项所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的中心部分的外部部段延伸超过所述柔性弹簧元件的中心部分，所述力顺应元件的中心部分的外部部段变形并且覆盖所述柔性弹簧元件的中心部分。

8.根据声明1-7中任一项所述的力传感器设备，所述力传感器设备进一步包括接合部件，所述接合部件延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分并且将所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分耦接在一起。

9.根据声明1-8中任一项所述的力传感器设备，所述力传感器设备进一步包括耦接到所述传感器壳体的连接器组件，所述连接器组件包括：插入到所述传感器壳体中的连接器，所述连接器包括用于电连接到PCB的一个或更多个弹簧元件，所述PCB耦接到所述一个或更多个感测元件；以及焊接环，所述焊接环压缩所述传感器壳体与所述连接器之间的环境密封件。

10.一种力传感器设备，包括：传感器壳体；连接器，所述连接器插入在所述传感器壳体中；焊接环，所述焊接环压缩所述传感器壳体与所述连接器之间的环境密封件；以及耦接到所述传感器壳体的感测组件，所述感测组件包括：具有中心部分和外部部分的力顺应元件；以及耦接到所述力顺应元件的中心部分的一个或更多个感测元件；所述力顺应元件响应于对所述力顺应元件施加的力而变形；以及所述一个或更多个感测元件生成指示所述力顺应元件响应于对所述力顺应元件施加的力而变形的程度的一个或更多个信号。

11.根据声明10所述的力传感器设备，其中，所述感测组件进一步包括：柔性弹簧元件，所述柔性弹簧元件具有外径和中心部分，所述柔性弹簧元件从所述柔性弹簧元件的外径向所述中心部分弯曲；所述柔性弹簧元件的中心部分与所述力顺应元件的中心部分对准；所述外径与所述力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间；所述柔性弹簧元件被配置为响应于被施加到所述外径的范围内的力而弯曲，使得当所述力从所述柔性弹簧元件的外径传递到所述中心部分并被施加到所述力顺应元件的中心部分时，所述外径在所述空间内朝向所述凸耳移动，直到超过所述范围的附加力被施加到所述外径为止，从而使得所述外径压靠所述凸耳，在这一点处，所述附加力被施加到所述力顺应元件的外部部分和所述传感器壳体。

12.根据声明10或11所述的力传感器设备，其中，柔性弹簧元件的外径与力顺应元件的凸耳之间的接触防止柔性弹簧元件的中心部分继续进一步朝向力顺应元件的中心部分移动。

13.根据声明10-12中任一项所述的力传感器设备，其中，感测组件包括：盘，所述盘具有耦接到专用接口的第一表面并具有耦接到所述柔性弹簧元件的外径的第二表面；其中，从所述专用接口向所述盘的第一表面施加所述力转移到所述柔性弹簧元件的外径。

14.根据声明10-13中任一项所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的外部部段向内弯曲，以将所述柔性弹簧元件的外径保持在空间中。

15.根据声明10-14中任一项所述的力传感器设备，其中，所述柔性弹簧元件的中心部分耦接到所述力顺应元件的中心部分。

16.根据声明10-15中任一项所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的中心部分延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分。

17.根据声明10-16中任一项所述的力传感器设备，其中所述力顺应元件的中心部分的外部部段延伸超过所述柔性弹簧元件的中心部分，所述力顺应元件的中心部分的外部部段变形并且覆盖所述柔性弹簧元件的中心部分。

18.根据声明10-17中任一项所述的力传感器设备，所述力传感器设备进一步包括接合部件，所述接合部件延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分并且将所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分耦接在一起。

19.一种组装力传感器设备的方法，所述方法包括：使用焊接环通过将连接器插入到传感器壳体中来压缩传感器壳体与连接器之间的环境密封件，所述连接器具有一个或更多个电连接件；将所述焊接环耦接到所述传感器壳体；将感测组件插入到所述传感器壳体中，所述感测组件包括：具有中心部分和外部部分的力顺应元件；以及耦接到所述力顺应元件的中心部分的一个或更多个感测元件；所述力顺应元件响应于向所述力顺应元件施加的力而变形；以及所述一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，所述一个或更多个信号指示所述力顺应元件响应于对所述力顺应元件施加的力而已变形的程度；将所述一个或更多个感测元件耦接到所述连接器的一个或更多个电连接件；以及将所述感测组件耦接到所述传感器壳体。

20.根据声明19所述的方法，其中，所述感测组件进一步包括：柔性弹簧元件，所述柔性弹簧元件具有外径和中心部分，所述柔性弹簧元件从所述柔性弹簧元件的外径到中心部分弯曲；所述柔性弹簧元件的中心部分与所述力顺应元件的中心部分对准；所述外径与所述力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间；所述柔性弹簧元件被配置为响应于被施加到所述外径的范围内的力而弯曲，使得当所述力从所述柔性弹簧元件的外径传递到所述中心部分并被施加到所述力顺应元件的中心部分时，所述外径在所述空间内朝向所述凸耳移动，直到超过所述范围的附加力被施加到所述外径为止，从而使得所述外径压靠所述凸耳，在这一点处，所述附加力被施加到所述力顺应元件的外部部分和所述传感器壳体。

一个或更多个实施例可以在本文中利用图示指定功能及其关系的执行的方法步骤来进行描述。为了便于描述，在本文中已经任意限定了这些功能构建方框和方法步骤的界限和顺序。只要适当地执行具体功能和关系，就可以限定可替换的界限和顺序。因此，任何这种替代的界限或顺序在权利要求书的范围和精神内。此外，为了便于描述，任意地限定了这些功能构建方框的界限。只要适当地执行某些重要功能，就可以限定可替代的界限。类似地，在本文中还可任意限定流程图方框，以说明某些重要功能。

在使用的范围内，流程图方框界限和顺序可以另外地定义并且仍然执行某些重要的功能。因此，功能构建方框和流程图方框和顺序的这种替换定义在权利要求的范围和精神内。本领域的一般技术人员还将认识到，本文中的功能构建方框以及其他说明性方框、模块和部件可如所图示地实现或者通过分立部件、专用集成电路、执行适当软件的处理器等或其任何组合来实现。

虽然本文明确地描述了一个或更多个实施例的不同功能和特征的特定组合，但这些特征和功能的其他组合同样是可能的。本公开不受本文公开的特定示例的限制，并且明确地结合这些其他组合。

Claims (20)

1.一种力传感器设备，包括传感器壳体和感测组件，所述感测组件包括：

力顺应元件，所述力顺应元件具有中心部分和外部部分；

一个或更多个感测元件，所述一个或更多个感测元件耦接到所述力顺应元件的中心部分；以及

柔性弹簧元件，所述柔性弹簧元件具有外径和中心部分，所述柔性弹簧元件从所述柔性弹簧元件的外径弯曲到所述柔性弹簧元件的中心部分；所述柔性弹簧元件的中心部分与所述力顺应元件的中心部分对准；所述外径与所述力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间；所述柔性弹簧元件被配置为响应于被施加到所述外径的范围内的力而弯曲，使得当所述力从所述柔性弹簧元件的外径传递到所述中心部分并被施加到所述力顺应元件的中心部分时，所述外径在所述空间内朝向所述凸耳移动，直到超过所述范围的附加力被施加到所述外径为止，从而使得所述外径压靠所述凸耳，在这一点处，所述附加力被施加到所述力顺应元件的外部部分和所述传感器壳体；

所述力顺应元件响应于来自所述柔性弹簧元件的中心部分的力的施加而变形；以及

所述一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，所述一个或更多个信号指示所述力顺应元件响应于来自所述柔性弹簧元件的中心部分的力的施加而已经变形的程度。

2.根据权利要求1所述的力传感器设备，其中，所述柔性弹簧元件的外径与所述力顺应元件的凸耳之间的接触防止所述柔性弹簧元件的中心部分继续进一步压缩抵靠所述力顺应元件的中心部分。

3.根据权利要求1所述的力传感器设备，其中，所述感测组件包括盘，所述盘具有耦接至专用接口的第一表面并且具有耦接至所述柔性弹簧元件的外径的第二表面；其中，从所述专用接口向所述盘的第一表面施加的力转移到所述柔性弹簧元件的外径。

4.根据权利要求1所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的外部部段向内弯曲，以将所述柔性弹簧元件的外径保持在所述空间中。

5.根据权利要求1所述的力传感器设备，其中，所述柔性弹簧元件的中心部分耦接到所述力顺应元件的中心部分。

6.根据权利要求1所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的中心部分延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分。

7.根据权利要求6所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的中心部分的外部部段延伸超过所述柔性弹簧元件的中心部分，所述力顺应元件的中心部分的外部部段变形并覆盖所述柔性弹簧元件的中心部分。

8.根据权利要求1所述的力传感器设备，所述力传感器设备进一步包括接合部件，所述接合部件延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分并且将所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分耦接在一起。

9.根据权利要求1所述的力传感器设备，所述力传感器设备进一步包括耦接到所述传感器壳体的连接器组件，所述连接器组件包括：

连接器，所述连接器被插入到所述传感器壳体中，所述连接器包括用于电连接至PCB的一个或更多个弹簧元件，所述PCB被耦接到所述一个或更多个感测元件；以及

焊接环，所述焊接环压缩所述传感器壳体与所述连接器之间的环境密封件。

10.一种力传感器设备，包括：

传感器壳体；

连接器，所述连接器被插入所述传感器壳体中；

焊接环，所述焊接环压缩所述传感器壳体与所述连接器之间的环境密封件；以及

感测组件，所述感测组件被耦接到所述传感器壳体，所述感测组件包括：

力顺应元件，所述力顺应元件具有中心部分和外部部分；以及

一个或更多个感测元件，所述一个或更多个感测元件耦接到所述力顺应元件的所述中心部分；

所述力顺应元件响应于对所述力顺应元件施加的力而变形；以及

所述一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，所述一个或更多个信号指示所述力顺应元件响应于对所述力顺应元件施加的力而已变形的程度。

11.根据权利要求10所述的力传感器设备，其中，所述感测组件进一步包括：

柔性弹簧元件，所述柔性弹簧元件具有外径和中心部分，所述柔性弹簧元件从所述柔性弹簧元件的外径弯曲到所述中心部分；所述柔性弹簧元件的中心部分与所述力顺应元件的中心部分对准；所述外径与所述力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间；所述柔性弹簧元件被配置为响应于被施加到所述外径的范围内的力而弯曲，使得当所述力从所述柔性弹簧元件的外径传递到所述中心部分并被施加到所述力顺应元件的中心部分时，所述外径在所述空间内朝向所述凸耳移动，直到超过所述范围的附加力被施加到所述外径为止，从而使得所述外径压靠所述凸耳，在这一点处，所述附加力被施加到所述力顺应元件的外部部分和所述传感器壳体。

12.根据权利要求11所述的力传感器设备，其中，所述柔性弹簧元件的外径与所述力顺应元件的凸耳之间的接触防止所述柔性弹簧元件的中心部分继续进一步朝向所述力顺应元件的中心部分移动。

13.根据权利要求11所述的力传感器设备，其中，所述感测组件包括盘，所述盘具有耦接至专用接口的第一表面并且具有耦接至所述柔性弹簧元件的外径的第二表面；其中，从所述专用接口向所述盘的第一表面施加的力转移到所述柔性弹簧元件的外径。

14.根据权利要求11所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的外部部段向内弯曲，以将所述柔性弹簧元件的外径保持在所述空间中。

15.根据权利要求11所述的力传感器设备，其中，所述柔性弹簧元件的中心部分耦接到所述力顺应元件的中心部分。

16.根据权利要求11所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的中心部分延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分。

17.根据权利要求16所述的力传感器设备，其中，所述力顺应元件的中心部分的外部部段延伸超过所述柔性弹簧元件的中心部分，所述力顺应元件的中心部分的外部部段变形并覆盖所述柔性弹簧元件的中心部分。

18.根据权利要求11所述的力传感器设备，所述力传感器设备进一步包括接合部件，所述接合部件延伸穿过所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分，并且将所述柔性弹簧元件的中心部分和所述力顺应元件的中心部分耦接在一起。

19.一种组装力传感器设备的方法，所述方法包括：

使用焊接环通过将连接器插入到传感器壳体中来压缩所述传感器壳体与所述连接器之间的环境密封件，所述连接器具有弹簧元件；

将所述焊接环耦接到所述传感器壳体；

将感测组件插入到所述传感器壳体中，所述感测组件包括：

力顺应元件，所述力顺应元件具有中心部分和外部部分；以及

一个或更多个感测元件，所述一个或更多个感测元件耦接到所述力顺应元件的中心部分和印刷电路板(PCB)；

所述力顺应元件响应于对所述力顺应元件施加的力而变形；以及

所述一个或更多个感测元件生成一个或更多个信号，所述一个或更多个信号指示所述力顺应元件响应于对所述力顺应元件施加的力而已变形的程度；

将所述连接器的所述弹簧元件耦接至所述感测组件的印刷电路板(PCB)；以及

将所述感测组件耦接到所述传感器壳体。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述感测组件进一步包括：

柔性弹簧元件，所述柔性弹簧元件具有外径和中心部分，所述柔性弹簧元件从所述柔性弹簧元件的外径向所述中心部分弯曲；所述柔性弹簧元件的中心部分与所述力顺应元件的中心部分对准；所述外径与所述力顺应元件的外部部分的凸耳间隔开一空间；所述柔性弹簧元件被配置为响应于被施加到所述外径的范围内的力而弯曲，使得当所述力从所述柔性弹簧元件的外径传递到所述中心部分并被施加到所述力顺应元件的中心部分时，所述外径在所述空间内朝向所述凸耳移动，直到超过所述范围的附加力被施加到所述外径为止，从而使得所述外径压靠所述凸耳，在这一点处，所述附加力被施加到所述力顺应元件的外部部分和所述传感器壳体。

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