CN116026515B - 一种测力精准的六轴力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明属于传感器技术领域，具体是一种测力精准的六轴力传感器，包括弹性组件，所述弹性组件的顶部设有上盖组件，所述上盖组件的顶部设有动力组件，所述弹性组件的底部设有下盖组件，所述下盖组件的底部设有膨胀组件；所述弹性组件包括外壳，所述外壳的中轴处开设有通孔，所述通孔内部活动连接有中间块，所述通孔的内壁均匀阵列设有多组弹性连接板，所述弹性连接板与所述通孔的内壁之间形成竖孔，所述通孔的顶部和底部均开设有让位槽；该装置对力和力矩的检测精度高，检测稳定性强，同时还能对安装平行度进行检测和校准，平整度高，可调性强，安装效率高，抗震缓冲性能好，避免连接臂工作时产生的振动对六轴力传感器的检测精度造成影响。

Description

一种测力精准的六轴力传感器

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体是一种测力精准的六轴力传感器。

背景技术

六轴力传感器是一种用于确保机器人应用精度的设备，该传感器专为机器人关节而设计，通常安装在机器人手臂的手腕上，测定三个几何坐标及其周围的力矩或扭矩。

中国发明专利2006100674353涉及一种六轴力传感器，具备一对构件以及在一对构件之间沿其周边部分散配置且连接一对构件的至少3个的腿，各个腿是由一对构件中的一方支撑在两端部且沿周向延长于构件的周边部的横梁以及从横梁的中央部沿与横梁垂直的方向延长并连接到一对构件的另一方上的纵梁而构成的T字形腿；该六轴力传感器检测精度低，检测范围小。

中国发明专利2022105007957涉及传感器技术领域，尤其涉及一种防过载型传感器弹性体，为一体成型结构，防过载辅助梁上设置有沿设定轴线长度方向贯通的线切割槽，线切割槽在垂直于设定轴线方向上的截面包括平行的两边界线；该六轴力传感器无法对内部结构进行降温散热功能，从而容易影响内部结构的检测精度和稳定性。

现有技术中的六轴力传感器在长时间使用时滤网内部会发生堵塞，进而不仅会降低内部结构的散热效率，同时灰尘杂质等进入六轴力传感器内部会对内部结构造成影响。

而现有技术中对连接臂和六轴力传感器安装的平行度仅靠肉眼进行校准，而当两者之间未到达水平状态时，不仅对其安全稳定性造成影响，同时还会降低六轴力传感器的检测精度。

同时当连接臂工作时会产生振动，而现有技术中均缺乏对该振动的减震缓冲功能，如果该振动传递至六轴力传感器端时会对其检测精度造成影响，并最终降低机械手臂的抓取避让精度。

而当连接臂移动至最大距离后物体仍对六轴力传感器施加作用力时，由于六轴力传感器与连接臂处于平行连接状态，则连接臂通过六轴力传感器和抓手对物体施加的阻挡力有限，进而会造成六轴力传感器与连接臂脱离损伤，并出现重大安全事故。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种测力精准的六轴力传感用以解决以上各等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测力精准的六轴力传感器，包括弹性组件，所述弹性组件的顶部设有上盖组件，所述上盖组件的顶部设有动力组件，所述弹性组件的底部设有下盖组件，所述下盖组件的底部设有膨胀组件；

所述弹性组件包括外壳，所述外壳的中轴处开设有通孔，所述通孔内部活动连接有中间块，所述通孔的内壁均匀阵列设有多组弹性连接板，所述弹性连接板与所述通孔的内壁之间形成竖孔，所述通孔的顶部和底部均开设有让位槽，所述让位槽的侧壁设有挡板，底部的所述挡板内部连通有插管；

所述下盖组件包括下端盖，所述下端盖的内部均匀阵列设有多组通气孔；

所述膨胀组件包括多组底板，所述底板的顶部设有竖杆，所述竖杆的顶部与所述通气孔密封滑动连接；

该装置不仅实现对通孔内部的快速降温，同时还能进行风力除杂，提高安装精度以及减震缓冲效果，且在连接臂活动至最大距离时还能对借助六轴力传感器和抓手对物体进行倾斜支撑，提高支撑的稳定性。

进一步的，所述外壳的内壁一侧设有控制器，所述控制器电性控制各电气元件，所述中间块的周侧面均匀阵列设有多组横梁，所述横梁远离所述中间块的侧壁与所述弹性连接板的侧壁固定连接，所述横梁的外表面以及所述弹性连接板的侧壁均匀阵列设有多组应变片；借助应变片对中间块的移动距离和转动角度进行检测，从而检测得到物体的力和力矩。

进一步的，所述竖孔的另一侧穿过所述外壳并开设有通风孔，所述通风孔内部设有滤网，所述弹性连接板靠近所述通风孔的一侧设有塞块，所述塞块与所述通风孔相匹配，通风孔进行通风降温，滤网对外界灰尘杂质等进行过滤，塞块与通风孔配合实现对通风孔的堵塞。

进一步的，所述下端盖的顶部与所述外壳的底部通过螺栓螺纹连接，所述下端盖的底部均匀阵列设有多组第一磁块，所述膨胀组件的底部设有连接臂，所述连接臂的顶部均匀阵列设有多组第二磁块，所述第一磁块与所述第二磁块相匹配，且所述第一磁块与所述第二磁块相面对端面的磁性相异，借助第一磁块和第二磁块实现六轴力传感器和连接臂的装配。

进一步的，所述中间块的顶部设有传导孔，所述中间块的顶部且位于所述传导孔的周侧面均匀阵列设有多组螺纹孔，螺纹孔提高中间块的安装精度。

进一步的，所述上盖组件包括上端盖，所述上端盖的底部与所述外壳的顶部通过螺栓螺纹连接，所述上端盖的中轴处开设有避让孔，所述避让孔与所述中间块的位置相匹配，所述避让孔的尺寸大于所述中间块的尺寸，上端盖的设置提高对外壳的密封保护性能。

进一步的，所述动力组件包括移动块，所述移动块的底部与所述上盖组件的顶部相匹配，所述移动块的底部设有传导杆，所述传导杆与所述传导孔相匹配，所述移动块的顶部开设有内槽，所述内槽的内部均匀阵列设有多组配合孔，所述配合孔与所述螺纹孔相匹配且通过螺栓螺纹连接，动力组件的设置实现抓手受到力的传递，并通过传导杆和传导孔同步带动中间块移动或者转动。

进一步的，所述底板的顶部设有弹性套，所述弹性套的顶部设有顶板，所述顶板的顶部与所述第一磁块的底部固定连接，所述弹性套内部设有热膨胀气体，所述通气孔的底部穿过所述第一磁块和顶板并与所述弹性套内部相连通，所述底板的顶部均设有距离传感器，所述距离传感器用以检测所述底板与所述顶板之间的距离值，膨胀组件的设置提高六轴力传感器安装的减震缓冲性能，并同步实现对物体的倾斜支撑效果。

进一步的，所述通气孔的内壁底部设有密封环，所述竖杆位于所述弹性套内部，所述密封环与所述竖杆的外壁密封滑动连接，所述插管与所述竖杆相匹配，所述底板的顶部且位于所述竖杆的外表面设有连接弹簧，所述连接弹簧的顶部与所述顶板的底部固定连接，该设置进一步的提高竖杆移动的稳定性和密封性，从而提高对平行度的检测精度以及支撑强度。

进一步的，所述插管的顶部与所述竖孔相连通，所述插管与所述通气孔密封插接，所述挡板与所述竖孔的顶部和底部相匹配，所述挡板的侧壁与所述弹性连接板的侧壁处于同一水平面，当弹性连接板倾斜至一定程度后挡板可以对竖孔进行阻挡密封，使得竖孔内的气体仅能沿插管排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置中间块、横梁、弹性连接板和应变片等部件的相互配合，该装置借助横梁和弹性连接板的形变量对应带动应变片发生形变，并根据应变片的形变得到对力和力矩的检测数据，检测精度高，检测效率高，检测稳定性高，检测范围大，检测误差小，适合多种工作场景，适应性更强，操作简单，装配简单高效，拆装便捷，经久耐用，降温效果优越，同时还能对滤网进行反向风力清堵，提高该六轴力传感器的清洁性和适应性。

2.本发明通过设置第一磁块、第二磁块和距离传感器等部件的相互配合，该装置对力和力矩的检测精度高，检测稳定性强，同时还能对安装平行度进行检测和校准，平整度高，可调性强，安装效率高，抗震缓冲性能好，避免连接臂工作时产生的振动对六轴力传感器的检测精度造成影响。

3.本发明通过设置插管、竖孔和竖杆等部件的相互配合，该装置在实际使用时还能对内部结构进行高效的散热，清堵除杂性能强，避免由于滤网堵塞对后续工作产生影响；进一步的，当六轴力传感器移动的距离大于连接臂的最大活动范围，还能借助底板的移动将六轴力传感器变为倾斜支撑状态，从而有效的提高装置的支撑性和耐用性，避免物体的推力过大造成六轴力传感器内部结构的损伤。

附图说明

图1为本发明的整体装配结构示意图；

图2为图1中A处放大示意图；

图3为图1中B处放大示意图；

图4为本发明的六轴力传感器结构示意图；

图5为本发明的弹性组件结构示意图；

图6为图5中C处放大示意图；

图7为本发明的弹性组件正视剖视示意图；

图8为图7中D处放大示意图。

图中：1、弹性组件；101、外壳；102、通孔；103、弹性连接板；104、竖孔；105、挡板；106、通风孔；107、中间块；108、传导孔；109、螺纹孔；110、横梁；111、应变片；112、滤网；113、塞块；114、插管；115、让位槽；2、上盖组件；201、上端盖；202、避让孔；3、动力组件；301、移动块；302、内槽；303、配合孔；304、传导杆；4、下盖组件；401、下端盖；402、通气孔；403、第一磁块；5、连接臂；6、第二磁块；7、膨胀组件；701、顶板；702、弹性套；703、底板；704、竖杆；705、连接弹簧。

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。

第一实施例

如图1-5所示，一种测力精准的六轴力传感器，包括弹性组件1，弹性组件1内部对物体进行六轴力检测，从而满足实际的工作需求，弹性组件1的顶部设有上盖组件2，上盖组件2配合弹性组件1对其内部的结构进行隔绝包裹保护，上盖组件2的顶部设有动力组件3，动力组件3受到物体阻力时带动弹性组件1同步发生移动，则借助弹性组件1实现对物体施加的六轴力进行精准检测，弹性组件1的底部设有下盖组件4，下盖组件4对弹性组件1的底部进行包裹保护。

弹性组件1包括外壳101，外壳101主要起到包裹保护的作用，外壳101的中轴处开设有通孔102，通孔102内部活动连接有中间块107，通孔102的内壁均匀阵列设有多组弹性连接板103，弹性连接板103发生弹性形变，并配合中间块107实现对六轴力的检测，弹性连接板103和通孔102的内壁之间形成竖孔104，竖孔104主要为弹性连接板103的弹性形变留有空间余量，便于弹性连接板103在通孔102内部发生弹性形变，通孔102的顶部和底部均开设有让位槽115，让位槽115的设置提高装置内部的散热性能以及装配余量。

外壳101内壁的一侧设有控制器，控制器电性控制各电气元件，中间块107的周侧面均匀阵列设有多组横梁110，横梁110远离中间块107的侧壁与弹性连接板103的侧壁固定连接，则中间块107在通孔102内部移动或者转动时可以带动横梁110同步发生移动或者转动，而横梁110移动或者转动时同步对弹性连接板103施加作用力使其发生形变，横梁110的外表面以及弹性连接板103的侧壁均匀阵列设有多组应变片111，横梁110以及弹性连接板103发生弹性形变时带动应变片111发生形变，进而通过应变片111的应变量实现对六轴力的检测，检测精度高，检测效率高。

中间块107的顶部设有传导孔108，传导孔108主要进行六轴力的传递工作，中间块107的顶部且位于传导孔108的周侧面均匀阵列设有多组螺纹孔109，螺纹孔109用于对中间块107进行装配。

竖孔104的另一侧穿过外壳101并开设有通风孔106，通风孔106内部设有滤网112，滤网112的滤孔非常小，仅能通过气体，进而可以对绝大部分的灰尘杂质等进行拦截筛分，借助通风孔106和让位槽115的配合将通孔102内部工作时产生的高温气体排出，从而不仅会降低通孔102内部温度，提高工作稳定性，同时借助滤网112还能对外界的灰尘杂质等进行过滤清洁，提高装置的清洁性和散热性能。

上盖组件2包括上端盖201，上端盖201的底部与外壳101的顶部通过螺栓螺纹连接，则上端盖201与外壳101的连接稳定性强，连接精度高，上端盖201的中轴处开设有避让孔202，避让孔202与中间块107的位置相匹配，避让孔202的尺寸大于中间块107的尺寸，则避让孔202主要起到定位和通过作用，进而提高动力组件3带动中间块107移动的稳定性和操作性。

动力组件3包括移动块301，移动块301的底部与上盖组件2的顶部相匹配，且移动块301与外端的抓紧进行匹配安装，则移动块301在上端盖201顶部进行移动，移动块301的底部设有传导杆304，传导杆304与传导孔108相匹配，移动块301在上端盖201顶部移动时通过传导杆304和传导孔108的配合带动中间块107移动，移动块301的顶部开设有内槽302，内槽302的内部均匀阵列设有多组配合孔303，配合孔303与螺纹孔109相匹配且通过螺栓螺纹连接，通过配合孔303和螺纹孔109内部螺栓的螺纹连接进一步提高移动块301和中间块107移动的稳定性和同步性，从而有效的保证对六轴力的检测准确性和稳定性，而移动块301的外端部通常与抓手相互匹配连接。

下盖组件4包括下端盖401，下端盖401的底部与外壳101的底部通过螺纹杆螺纹连接，下端盖401的底部均匀阵列设有多组第一磁块403，第一磁块403用于进行后续的磁吸固定。

下盖组件4的底部设有膨胀组件7，膨胀组件7的底部设有连接臂5，连接臂5主要作为机械连接端，连接臂5的顶部均匀阵列设有多组第二磁块6，第一磁块403与第二磁块6相匹配，且第一磁块403与第二磁块6相面对端面的磁性相异，进而借助第一磁块403和第二磁块6的磁吸力实现该六轴力传感器与连接臂5的连接固定，连接精度高，连接稳定性好。

在实际使用时，按照上述过程将弹性组件1、上盖组件2、动力组件3和下盖组件4进行装配完成后，借助第一磁块403和第二磁块6的磁吸力将该六轴力传感器固定在连接臂5端，而动力组件3与外端抓手固定连接，则外端抓手受到外界的作用力时传递至动力组件3，动力组件3传递至弹性组件1后对其力和力矩的大小和方向进行检测，控制器控制连接臂5并带动该六轴力传感器和抓手同步移动，进而实现机器人对物体的避让和抓取等系列动作，操作简单，稳定高效。

具体的，中间块107通过多组横梁110与弹性连接板103相互拼接，同时在横梁110和弹性连接板103的外表面设置多组应变片111，将下端盖401与外壳101的底部通过螺纹连接，上端盖201与外壳101的顶部通过螺纹连接，且避让孔202与中间块107正对应，之后将传导杆304插接入传导孔108内部，同时借助螺栓将螺纹孔109和配合孔303相互螺纹连接，则当移动块301移动时通过传导杆304和传导孔108的配合带动中间块107在通孔102内部移动或者转动，中间块107移动或者转动时同步带动横梁110移动或者转动，横梁110作用到相对应的弹性连接板103处使其发生弹性形变，带动应变片111发生形变，借助应变片111的形变检测各方向受到的力以及力矩，从而检测物体对抓手施加的力和力矩，满足实际生产加工需求。

而当通孔102内部的结构高频工作并产生高温时，高温气体沿让位槽115和通风孔106排出，同时借助滤网112对外界的灰尘杂质等进行过滤筛分，从而有效的提高通孔102内部结构的清洁性和稳定性，而当中间块107带动横梁110在通孔102内部移动时，横梁110带动弹性连接板103移动，弹性连接板103移动时改变竖孔104内部气压，从而借助该气压对通风孔106内部的滤网112施加反向气压作用并使其发生振动清堵，从而有效的提高滤网112的清洁性。

具体的，当中间块107通过横梁110挤压弹性连接板103时，弹性连接板103向靠近通风孔106端移动，竖孔104内部受到挤压时气体沿通风孔106向外排出，则卡接在滤网112内部的灰尘杂质等受到反向的作用力并向外排出，进一步提高滤网112的清洁性。

该装置检测精度高，检测效率高，检测稳定性高，检测范围大，检测误差小，适合多种工作场景，适应性更强，操作简单，装配简单高效，拆装便捷，经久耐用，降温效果优越，同时还能对滤网112进行反向风力清堵，提高该六轴力传感器的清洁性和适应性。

第二实施例

如图5-8所示，由第一实施例可知，当六轴力传感器与连接臂5进行磁吸固定时，如果六轴力传感器和连接臂5顶部表面的安装平行精度差时，不仅会降低后续对六轴力的检测精度和检测稳定性，同时还会降低六轴力传感器的安装稳定性；且在实际使用时由于连接臂5的机械振动会传递至该六轴力传感器端，而当六轴力传感器发生振动时不仅会降低对六轴力的检测精度，同时还会将该振动传递至抓手并降低抓取稳定性；而当抓手受到单向作用力并且连接臂5同步移动至最大距离时，物体对抓手施加的作用力作用到处于竖直状态的连接臂5以及六轴力传感器，六轴力传感器内部中间块107以及弹性连接板103均形变至最大程度，进而不仅会造成六轴力传感器内部结构的损坏，同时还会造成连接臂5与六轴力传感器发生脱离，进而出现重大的安全隐患，为了解决上述问题，该测力精准的六轴力传感器还包括：让位槽115的侧壁均匀阵列设有多组挡板105，挡板105与竖孔104的顶部和底部相匹配，挡板105的侧壁与弹性连接板103的侧壁处于同一水平面，则当中间块107通过横梁110带动弹性连接板103形变至最大程度时，弹性连接板103与挡板105相匹配，竖孔104与让位槽115的连通状态被堵塞，通孔102与竖孔104的连通状态对应被堵塞。

底部的挡板105内部设有插管114，插管114内部为中空结构，插管114的顶部与竖孔104相连通，因此当竖孔104与通孔102被堵塞后，竖孔104内部的气体可以沿插管114排出，下端盖401的内部均匀阵列设有多组通气孔402，插管114的底部插接入通气孔402内部并与竖杆704相匹配，因此沿插管114排出的气体进入通气孔402内部进行后续工作。

膨胀组件7包括底板703，底板703的顶部设有竖杆704，具体的，底板703与竖杆704并不处于固定连接状态，两者之间可以发生相对的滑动，进而当底板703发生振动时并不会带动竖杆704发生同步的振动，竖杆704的另一端与通气孔402密封滑动连接，当通气孔402内部气压变化时同步带动竖杆704在通气孔402内部上下移动，竖杆704移动时同步带动底部的底板703上下移动，底板703底部与第二磁块6相互挤压接触。

底板703的顶部设有弹性套702，弹性套702的顶部设有顶板701，顶板701的顶部与第一磁块403的底部固定连接，顶板701、弹性套702和底板703组成一个密闭空间，且竖杆704位于弹性套702内部并进行上下移动。

弹性套702内部设有热膨胀气体，则当外壳101内部温度升高时，借助热膨胀气体使得弹性套702内部体积增大，多组弹性套702相互配合并对下盖组件4和连接臂5之间进行弹性填充，从而有效的提高在正常工作时对连接臂5振动的抗震缓冲效果，通气孔402的底部穿过第一磁块403和顶板701并与弹性套702内部相连通，竖杆704在通气孔402内部上下移动时底部带动底板703上下移动，底板703的顶部均设有距离传感器，距离传感器用以检测底板703与顶板701之间的距离值，借助距离传感器还能对下盖组件4和连接臂5的拼接精度和平整度进行检测和调节，从而提高后续对六轴力的检测精度和检测稳定性。

通气孔402的内壁底部设有密封环，密封环与竖杆704的外壁密封滑动连接，密封环的设置进一步提高竖杆704滑动的密封性，底板703的顶部且位于竖杆704的外表面设有连接弹簧705，连接弹簧705的顶部与顶板701的底部固定连接，而连接弹簧705的设置提高底板703移动的稳定性和复位性。

使用时，按照第一实施例将该六轴力传感器安装稳定，且借助第一磁块403和第二磁块6的磁吸力将外壳101固定在连接臂5表面，则当第一磁块403和第二磁块6相互磁吸吸合时挤压膨胀组件7，底板703和顶板701相互靠近并挤压弹性套702和连接弹簧705，底板703移动时同步带动竖杆704移动，竖杆704的顶部插接入通气孔402内部并且密封滑动连接，此时距离传感器检测到的距离值减小，当各个距离传感器检测到的距离值减小，且各个距离传感器检测到的距离值均相等且到达所设的距离预设值时，说明下端盖401与连接臂5处于相对平行状态，整个装置安装精度满足需求。

而当距离传感器检测到的距离值不相等时，说明下端盖401与连接臂5并不处于平行状态，则此时膨胀组件7与连接臂5之间存在杂质，需要对连接臂5顶部的第二磁块6表面以及底板703的底部进行清洁，从而保证第二磁块6表面以及底板703的底部并不存在杂质并对两者之间的平行度造成影响，而当完成清洁后距离传感器到达所设的预设值且各个距离均相等时，整个装置处于稳定工作状态。

而当第一磁块403和第二磁块6相互吸合并挤压弹性套702，同时通孔102内部部件工作产生高温时，弹性套702内部的热膨胀气体体积增大并且带动弹性套702向周侧面发生膨胀，多个弹性套702相互配合形成弹性密封结构，进而避免外界空气杂质等沿第一磁块403和第二磁块6进入连接臂5和下端盖401之间发生污染，同时当连接臂5工作时会发生振动，该振动通过底板703传递竖杆704端，借助竖杆704与通气孔402的插接方式以及弹性套702的弹性连接对底板703的振动进行减震缓冲，且由于竖杆704的底部与底板703的顶部相接触，则竖杆704相对底板703能够发生横向位移，从而有效的提高六轴力传感器的抗震缓冲效果，保证工作稳定性，避免连接臂5振动并产传递至六轴力传感器端并降低其检测精度。

之后由第一实施例可知，将移动块301与抓手相互固定连接，则抓手移动时通过传导杆304与传导孔108带动中间块107移动，中间块107移动时通过横梁110带动弹性连接板103发生弹性形变，则应变片111受到挤压发生形变，进而读取此时的力和力矩，并对应调节连接臂5移动实现抓手的抓取和移动工序。

当通孔102内部工件工作产生的高温气体沿让位槽115和通风孔106排出，外界的灰尘杂质等借助滤网112进行过滤筛分，避免其对通孔102内部结构造成污染，而当弹性连接板103发生弹性形变时同步改变竖孔104内部气压，竖孔104内部气压变化时同步对通风孔106内部的滤网112施加作用力，进而使得卡接在滤网112内部的灰尘杂质等进行反向的清堵，提高装置的清洁性和稳定性。

而当抓手一侧受到物体的作用力时，抓手带动移动块301同步移动，移动块301通过传导杆304和传导孔108带动中间块107向一侧移动，中间块107通过横梁110带动弹性连接板103向靠近通风孔106端移动距离不断增大，控制器控制连接臂5同步移动并实现避让，而当连接臂5移动至最大距离无法继续移动时，弹性连接板103带动塞块113进一步向靠近通风孔106端移动并对通风孔106进行堵塞，同时塞块113还能对滤网112施加作用力使得滤网112同步发生弹性形变，则滤网112内部的灰尘杂质等在塞块113的挤压力下反向排出通风孔106，进一步的提高对滤网112的清堵性能。

而当弹性连接板103向靠近通风孔106端移动时，弹性连接板103顶部和底部均与挡板105相匹配密封，则竖孔104内的气体无法沿顶部和底部的让位槽115进入通孔102内部，则竖孔104内的气体仅能沿插管114内部排入通气孔402内部，通气孔402内部气压增大并带动竖杆704向下移动，竖杆704向下移动时同步带动底板703向下移动，底板703克服第一磁块403和第二磁块6之间的磁吸力并移动增大与顶板701之间的距离，距离传感器检测到的距离值增大，则此时下端盖401在底板703的作用力下发生倾斜，下端盖401倾斜时通过弹性组件1和上盖组件2带动动力组件3倾斜，动力组件3带动抓手发生倾斜并对物体进行倾斜支撑，从而进一步的提高对物体的支撑力和支撑稳定性，同时借助距离传感器检测到的距离值大于所设的距离预设值，该六轴力传感器发生警报并提醒操作人员及时对其进行支撑保护，避免其受到物体的推力造成弯折形变，并出现重大的安全事故。

当操作人员完成对物体推力的卸除后，动力组件3受到物体的推力减小，则在弹性连接板103的弹力作用下带动中间块107重新恢复原位，弹性连接板103发生弹性形变恢复原位，弹性连接板103与挡板105脱离密封接触状态，通气孔402内的气体重新沿插管114回流至竖孔104内，在弹性套702和连接弹簧705的弹力作用下带动底板703向靠近顶板701端移动并恢复原位，距离传感器检测到的距离值减小至原位，各部件重新恢复正常工作状态并重复上述工作过程。

该装置对力和力矩的检测精度高，检测稳定性强，同时还能对安装平行度进行检测和校准，平整度高，可调性强，安装效率高，抗震缓冲性能好，避免连接臂5工作时产生的振动对六轴力传感器的检测精度造成影响；并且在实际使用时还能对内部结构进行高效的散热，清堵除杂性能强，避免由于滤网112堵塞对后续工作产生影响；进一步的，当六轴力传感器移动的距离大于连接臂5的最大活动范围后，还能借助底板703的移动将六轴力传感器变为倾斜支撑状态，从而有效的提高装置的支撑性和耐用性，避免物体的推力过大造成内部结构的损伤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种测力精准的六轴力传感器，包括弹性组件，其特征在于，所述弹性组件的顶部设有上盖组件，所述上盖组件的顶部设有动力组件，所述弹性组件的底部设有下盖组件，所述下盖组件的底部设有膨胀组件；

所述弹性组件包括外壳，所述外壳的中轴处开设有通孔，所述通孔内部活动连接有中间块，所述通孔的内壁均匀阵列设有多组弹性连接板，所述弹性连接板与所述通孔的内壁之间形成竖孔，所述通孔的顶部和底部均开设有让位槽，所述让位槽的侧壁设有挡板，底部的所述挡板内部连通有插管；

所述下盖组件包括下端盖，所述下端盖的内部均匀阵列设有多组通气孔；

所述膨胀组件包括多组底板，所述底板的顶部设有竖杆，所述竖杆的顶部与所述通气孔密封滑动连接；

所述竖孔的另一侧穿过所述外壳并开设有通风孔，所述通风孔内部设有滤网，所述弹性连接板靠近所述通风孔的一侧设有塞块，所述塞块与所述通风孔相匹配；

所述下端盖的顶部与所述外壳的底部通过螺栓螺纹连接，所述下端盖的底部均匀阵列设有多组第一磁块，所述膨胀组件的底部设有连接臂，所述连接臂的顶部均匀阵列设有多组第二磁块，所述第一磁块与所述第二磁块相匹配，且所述第一磁块与所述第二磁块相面对端面的磁性相异；

所述底板的顶部设有弹性套，所述弹性套的顶部设有顶板，所述顶板的顶部与所述第一磁块的底部固定连接，所述弹性套内部设有热膨胀气体，所述通气孔的底部穿过所述第一磁块和顶板并与所述弹性套内部相连通，所述底板的顶部均设有距离传感器，所述距离传感器用以检测所述底板与所述顶板之间的距离值；

所述中间块的顶部设有传导孔，所述中间块的顶部且位于所述传导孔的周侧面均匀阵列设有多组螺纹孔；

所述动力组件包括移动块，所述移动块的底部与所述上盖组件的顶部相匹配，所述移动块的底部设有传导杆，所述传导杆与所述传导孔相匹配，所述移动块的顶部开设有内槽，所述内槽的内部均匀阵列设有多组配合孔，所述配合孔与所述螺纹孔相匹配且通过螺栓螺纹连接；所述通气孔的内壁底部设有密封环，所述竖杆位于所述弹性套内部，所述密封环与所述竖杆的外壁密封滑动连接，所述插管与所述竖杆相匹配，所述底板的顶部且位于所述竖杆的外表面设有连接弹簧，所述连接弹簧的顶部与所述顶板的底部固定连接；所述插管的顶部与所述竖孔相连通，所述插管与所述通气孔密封插接，所述挡板与所述竖孔的顶部和底部相匹配，所述挡板的侧壁与所述弹性连接板的侧壁处于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种测力精准的六轴力传感器，其特征在于，所述外壳的内壁一侧设有控制器，所述控制器电性控制各电气元件，所述中间块的周侧面均匀阵列设有多组横梁，所述横梁远离所述中间块的侧壁与所述弹性连接板的侧壁固定连接，所述横梁的外表面以及所述弹性连接板的侧壁均匀阵列设有多组应变片。

3.根据权利要求2所述的一种测力精准的六轴力传感器，其特征在于，所述上盖组件包括上端盖，所述上端盖的底部与所述外壳的顶部通过螺栓螺纹连接，所述上端盖的中轴处开设有避让孔，所述避让孔与所述中间块的位置相匹配，所述避让孔的尺寸大于所述中间块的尺寸。