CN117889999A - 一种六维力传感器零点补偿方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六维力传感器零点补偿方法及系统，其中方法包括：采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；根据阻值数据，从R1、R2、R3以及R4中确定惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；根据第一应变片的电阻调整量，采用激光割断第一应变片上的部分第一导体或电焊连接第一应变片上的部分短接焊点改变第一应变片的阻值，以使R1和R4的比值和R2和R3的比值相差在第一预设范围之内；对其它测量维度进行上述操作完成所有零点补偿。本发明可以对六维力传感器进行全面且精准地零点补偿。

Description

一种六维力传感器零点补偿方法及系统

技术领域

本发明涉及多维力传感器领域，特别是涉及一种六维力传感器零点补偿方法及系统。

背景技术

多维力传感器指的是一种能够同时测量两个方向以上力及力矩分量的力传感器，在笛卡尔坐标系中力和力矩可以各自分解为三个分量，因此，多维力最完整的形式是六维力/力矩传感器，即能够同时测量三个力分量和三个力矩分量的传感器，广泛使用的多维力传感器就是这种传感器。六维力传感器因其能同时检测空间内的三维力和三维力矩，可以作为精密装配、精密操作、精密控制以及人机交互控制的基础元件。同时，六维力传感器也是机器人完成接触性作业任务的保障，如空间探测技术、空间机械手力控制、工业机器人、水下机器人遥控操作等都需要大量程高精度六维力传感器。

测力传感器由于生产工艺或者其它因素的影响，导致惠斯通电桥在空载时不平衡输出不为零，出现零点漂移。传统一维力传感器通过在惠斯通电桥中添加补偿电阻使得惠斯通电桥在空载时重新达到平衡以此来达到零点补偿的效果，使得测力更加精准。六维力传感器如果采用补偿电阻可以使其在不受力的情况下各个测量维度的惠斯通电桥达到电桥平衡。但是一旦某个测量维度受到力，其它不受力测量维度会受到维间耦合影响不再维持电桥平衡出现零点漂移。所以通过增加补偿电阻很难全面地对六维力传感器进行零点补偿。

发明内容

经申请人研究发现：采用增加补偿电阻进行零点补偿会受到维间耦合影响导致补偿不再精准。例如，在理想情况下，六维力传感器中测量z轴方向力矩的应变片可以和测量x轴方向力的应变片可以贴设在同一弹性梁的同一面，当该弹性梁受到x轴方向的力发生形变时，测量z轴方向力矩的应变片也可以感应到，但是由于测量z轴方向力矩的应变片组桥的原因，应变片虽然发生形变改变电阻，但由于比值不变仍能够维持电桥平衡。因此，通过增加补偿电阻对六维力传感器进行零点补偿时，由于补偿电阻不会跟随形变发生阻值变化或者变化幅度与应变片不同，会导致应变片阻值发生变化但是在惠斯通电桥中仍保持电桥平衡的情况失效。所以通过增加补偿电阻很难全面地对六维力传感器进行零点补偿。

有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种六维力传感器零点补偿方法及系统，旨在对六维力传感器进行全面且精准地零点补偿。

为实现上述目的，本发明第一方面公开了一种六维力传感器零点补偿方法，所述方法包括：所述方法包括：

步骤S101、采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；其中，所述R1、R4为所述惠斯通电桥输入端的电阻，所述R2、R3为所述惠斯通电桥输出端的电阻，所述R1和所述R3相对设置，所述R2和所述R4相对设置，所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，所述第一导体的阻值小于所述栅条的阻值；

步骤S102、根据所述阻值数据，从所述R1、R2、R3以及R4中确定所述惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；

步骤S103、根据所述第一应变片的所述电阻调整量，采用激光割断所述第一应变片上的部分所述第一导体或电焊连接所述第一应变片上的部分所述短接焊点改变所述第一应变片的阻值，以使所述R1和所述R4的比值和所述R2和所述R3的比值相差在第一预设范围之内；

步骤S104、对剩余的其它测量维度重复步骤S101至S103，完成对所有测量维度对应惠斯通电桥的零点补偿。

可选的，步骤S101具体包括：

使所述六维力传感器置于空载情况下，通过探针接触某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的检测探孔，采集所述R1、R2、R3以及R4的具体阻值。

可选的，所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点，包括：

所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中自部分栅条引出的导线连接至所述短接焊点。

可选的，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，从所述R2和所述R3中确定所述惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量。

可选的，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量或对应所述R3的电阻调整量。

可选的，当所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接时，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量；

根据所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量，将电阻调整量为正对应的应变片确定为所述第一应变片；其中，所述第一应变片通过激光割断所述第一应变片上的部分所述第一导体增加自身阻值。

可选的，当所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点时，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量；

根据所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量，将电阻调整量为负对应的应变片确定为所述第一应变片；其中，所述第一应变片通过电焊连接所述第一应变片上的部分所述短接焊点减少自身阻值。

可选的，所述步骤S101包括：

使所述六维力传感器置于空载情况下，对某一测量维度对应惠斯通电桥的输入端施加第一电压，获得所述惠斯通电桥的输出；

根据所述惠斯通电桥的输出及所述第一电压，获得所述R1、R2、R3以及R4的阻值数据。

可选的，当所述应变片设置所述短接焊点时，所述短接焊点至少有两个，不同的短接焊点进行电焊连接后对所述应变片的电阻调整不同。

本发明第二方面公开了一种六维力传感器零点补偿系统，所述系统包括：阻值数据采集模块、调整数据确定模块、阻值调整模块以及重复补偿模块；

所述阻值数据采集模块，用于采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；其中，所述R1、R4为所述惠斯通电桥输入端的电阻，所述R2、R3为所述惠斯通电桥输出端的电阻，所述R1和所述R3相对设置，所述R2和所述R4相对设置，所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，所述第一导体的阻值小于所述栅条的阻值；

所述调整数据确定模块，用于根据所述阻值数据，从所述R1、R2、R3以及R4中确定所述惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；

所述阻值调整模块，用于根据所述第一应变片的所述电阻调整量，采用激光割断所述第一应变片上的部分所述第一导体或电焊连接所述第一应变片上的部分所述短接焊点改变所述第一应变片的阻值，以使所述R1和所述R4的比值和所述R2和所述R3的比值相差在第一预设范围之内；

所述重复补偿模块，用于对剩余的其它测量维度重复步骤S101至S103，完成对所有测量维度对应惠斯通电桥的零点补偿。

可选的，所述阻值数据采集模块具体用于：

使所述六维力传感器置于空载情况下，通过探针接触某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的检测探孔，采集所述R1、R2、R3以及R4的具体阻值。

可选的，所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点，具体设置为：所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中自部分栅条引出的导线连接至所述短接焊点。

可选的，所述调整数据确定模块具体用于：

根据所述阻值数据，从所述R2和所述R3中确定所述惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量。

可选的，所述调整数据确定模块具体用于：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量或对应所述R3的电阻调整量。

可选的，当所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接时，所述调整数据确定模块具体用于：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量；

根据所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量，将电阻调整量为正对应的应变片确定为所述第一应变片；其中，所述第一应变片通过激光割断所述第一应变片上的部分所述第一导体增加自身阻值。

可选的，当所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点时，所述调整数据确定模块具体用于：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量；

根据所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量，将电阻调整量为负对应的应变片确定为所述第一应变片；其中，所述第一应变片通过电焊连接所述第一应变片上的部分所述短接焊点减少自身阻值。

可选的，所述阻值数据采集模块具体用于：

使所述六维力传感器置于空载情况下，对某一测量维度对应惠斯通电桥的输入端施加第一电压，获得所述惠斯通电桥的输出；

根据所述惠斯通电桥的输出及所述第一电压，获得所述R1、R2、R3以及R4的阻值数据。

可选的，当所述应变片设置所述短接焊点时，所述短接焊点至少有两个，不同的短接焊点进行电焊连接后对所述应变片的电阻调整不同。

本发明的有益效果：1、本发明应变片R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，第一导体的阻值小于栅条的阻值。本发明通过这样的设置使得应变片变成可调电阻。在具体零点补偿过程中，先采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；根据阻值数据，从R1、R2、R3以及R4中确定惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；根据第一应变片的电阻调整量，采用激光割断第一应变片上的部分第一导体或电焊连接第一应变片上的部分短接焊点改变第一应变片的阻值，以使R1和R4的比值和R2和R3的比值相差在第一预设范围之内。相较于现有增加补偿电阻进行零点补偿的方法，本发明不会引入新的补偿电阻，通过应变片自身阻值的调整变化实现了零点补偿，避免了由于补偿电阻不会跟随形变发生阻值变化或者变化幅度与应变片不同，导致应变片阻值发生变化但是在惠斯通电桥中仍保持电桥平衡的情况失效的情况，减少维间耦合，增加了零点补偿的精准度，提高后续测力精确度。2、本发明R1、R2、R3以及R4的敏感栅中自部分栅条引出的导线连接至短接焊点。由于栅条很小，如果将短接焊点直接设置在其旁边，会导致短接焊点相邻过近很难进行焊接操作，但是通过导线引出，可以很好地化微观为宏观，将短接焊点有效远离分开，更好地进行焊接操作。

综上，本发明可以对六维力传感器进行全面且精准地零点补偿。

附图说明

图1是本发明一具体实施例提供的一种六维力传感器零点补偿方法的流程示意图；

图2是本发明一具体实施例提供的一种六维力传感器零点补偿系统的结构示意图；

图3是本发明一具体实施例提供的应变片的敏感栅的栅条设置短接焊点的结构示意图；

图4是本发明一具体实施例提供的应变片的敏感栅的栅条通过第一导体进行连接的结构示意图；

图5是本发明另一具体实施例提供的应变片的敏感栅的栅条通过第一导体进行连接的结构示意图；

图6是本发明一具体实施例提供的六维力传感器的弹性梁形变示意图；

图7是本发明一具体实施例提供的x轴测力应变片组桥的结构示意图；

图8是本发明一具体实施例提供的z轴测力矩应变片组桥的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种六维力传感器零点补偿方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进技术细节实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

经申请人研究发现：采用增加补偿电阻进行零点补偿会受到维间耦合影响导致补偿不再精准。例如，在理想情况下，六维力传感器中测量z轴方向力矩的应变片可以和测量x轴方向力的应变片可以贴设在同一弹性梁的同一面，当该弹性梁受到x轴方向的力发生形变时，测量z轴方向力矩的应变片也可以感应到，但是由于测量z轴方向力矩的应变片组桥的原因，应变片虽然发生形变改变电阻，但由于比值不变仍能够维持电桥平衡。因此，通过增加补偿电阻对六维力传感器进行零点补偿时，由于补偿电阻不会跟随形变发生阻值变化或者变化幅度与应变片不同，会导致应变片阻值发生变化但是在惠斯通电桥中仍保持电桥平衡的情况失效。所以通过增加补偿电阻很难全面地对六维力传感器进行零点补偿。

因此，如图1所示，本发明实施例提供了一种六维力传感器零点补偿方法，方法包括：

步骤S101、采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据。

其中，R1、R4为惠斯通电桥输入端的电阻，R2、R3为惠斯通电桥输出端的电阻，R1和R3相对设置，R2和R4相对设置，R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，第一导体的阻值小于栅条的阻值。

需要说明的是，如图6、图7以及图8所示，应变片601、602、603以及604用于测量x轴方向的力其组桥可以如图7所示，605、606、607以及608用于测量z轴方向的力矩其组桥可以如图8所示。当如图6所示，受到x方向的力时，应变片601和604电阻变小，602和603电阻变大此时图7对应的电桥不平衡，用于测量x轴方向的力对应电桥有所输出。应变片605和608电阻变小，606和607电阻变大，虽然电阻发生变化，但是图8的电桥由于电阻比值未发生变化仍保持平衡，输出为零。这就是理想状态下，x轴测力和y轴测力矩不互相干扰，但是一旦引入新的补偿电阻，补偿电阻无法跟随形变发生等同幅度的阻值变化，会导致电桥失衡。输出端为602、603，输入端为601、604。

因此，本发明实施例通过R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，使得应变片的阻值可调节，直接调节应变片阻值，就不会出现上述问题。

在一具体实施例中，如图3所示，R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点，包括：

R1、R2、R3以及R4的敏感栅中自部分栅条引出的导线连接至短接焊点。图3中，敏感栅为301，短接焊点为302。

需要说明的是，应变片的敏感栅由于微小导致栅条十分集中，如果将短接焊点设置在其旁边，无疑大大增加焊接难度，而如图3所示将栅条引出的导线连接至短接焊点，可以使短接焊点之间远离，更好地进行焊接操作。不同短接焊点对应调节阻值的不同档位。

在一具体实施例中，当应变片设置短接焊点时，短接焊点至少有两个，不同的短接焊点进行电焊连接后对应变片的电阻调整不同。

在一具体实施例中，R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体可以如图4所示。敏感栅为301，第一导体为401。

在另一具体实施例中，R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体可以如图5所示。敏感栅为301，第一导体为501。图4和图5的实施例本质均为栅条并联一个电阻，减小总体阻值，再需要的时候将并联电阻隔离原有体系，使得应变片电阻增大。

值得一提的是，不管是R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，只是应变片部分栅条会有对应结构，这就足以保证调整了。

在一具体实施例中，步骤S101具体包括：

使六维力传感器置于空载情况下，通过探针接触某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的检测探孔，采集R1、R2、R3以及R4的具体阻值。

采集具体阻值可以精准地获得需要调节的应变片及调节量。

在一具体实施例中，步骤S101包括：

使六维力传感器置于空载情况下，对某一测量维度对应惠斯通电桥的输入端施加第一电压，获得惠斯通电桥的输出；

根据惠斯通电桥的输出及第一电压，获得R1、R2、R3以及R4的阻值数据。

需要说明的是，通过电桥输出输入也可以获得R1、R2、R3以及R4的阻值数据，这样虽然比不上直接测量精准，但是采集效率更高。

步骤S102、根据阻值数据，从R1、R2、R3以及R4中确定惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量。

在一具体实施例中，步骤S102包括：

根据阻值数据，从R2和R3中确定惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量。

需要说明的是，现有技术零点补偿一般在输出端进行操作。

进一步地，步骤S102包括：

根据阻值数据，确定R1和R4的第一比值；

根据R2和R3的具体阻值，确定R2和R3的比值要达到第一比值对应R2的电阻调整量或对应R3的电阻调整量。

进一步地，当R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接时，步骤S102包括：

根据阻值数据，确定R1和R4的第一比值；

根据R2和R3的具体阻值，确定R2和R3的比值要达到第一比值对应R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量；

根据R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量，将电阻调整量为正对应的应变片确定为第一应变片；其中，第一应变片通过激光割断第一应变片上的部分第一导体增加自身阻值。

进一步地，当R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点时，步骤S102包括：

根据阻值数据，确定R1和R4的第一比值；

根据R2和R3的具体阻值，确定R2和R3的比值要达到第一比值对应R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量；

根据R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量，将电阻调整量为负对应的应变片确定为第一应变片；其中，第一应变片通过电焊连接第一应变片上的部分短接焊点减少自身阻值。

步骤S103、根据第一应变片的电阻调整量，采用激光割断第一应变片上的部分第一导体或电焊连接第一应变片上的部分短接焊点改变第一应变片的阻值，以使R1和R4的比值和R2和R3的比值相差在第一预设范围之内。

步骤S104、对剩余的其它测量维度重复步骤S101至S103，完成对所有测量维度对应惠斯通电桥的零点补偿。

本发明实施例不管是切割第一导体还是焊接短接焊点都是对应变片本身进行电阻调节，从而达到零点补偿效果。这样的零点补偿方式减少受到六维力传感器的维间耦合影响，提高补偿精度，和后续测量精准度。

根据上述六维力传感器零点补偿方法，本发明实施例还提供了一种六维力传感器零点补偿系统，如图2所示，系统包括：阻值数据采集模块201、调整数据确定模块202、阻值调整模块203以及重复补偿模块204；

阻值数据采集模块201，用于采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；其中，R1、R4为惠斯通电桥输入端的电阻，R2、R3为惠斯通电桥输出端的电阻，R1和R3相对设置，R2和R4相对设置，R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，第一导体的阻值小于栅条的阻值；

调整数据确定模块202，用于根据阻值数据，从R1、R2、R3以及R4中确定惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；

阻值调整模块203，用于根据第一应变片的电阻调整量，采用激光割断第一应变片上的部分第一导体或电焊连接第一应变片上的部分短接焊点改变第一应变片的阻值，以使R1和R4的比值和R2和R3的比值相差在第一预设范围之内；

重复补偿模块204，用于对剩余的其它测量维度重复步骤S101至S103，完成对所有测量维度对应惠斯通电桥的零点补偿。

可选的，阻值数据采集模块201具体用于：

使六维力传感器置于空载情况下，通过探针接触某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的检测探孔，采集R1、R2、R3以及R4的具体阻值。

可选的，R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点，具体设置为：R1、R2、R3以及R4的敏感栅中自部分栅条引出的导线连接至短接焊点。

可选的，调整数据确定模块202具体用于：

根据阻值数据，从R2和R3中确定惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量。

可选的，调整数据确定模块202具体用于：

根据阻值数据，确定R1和R4的第一比值；

根据R2和R3的具体阻值，确定R2和R3的比值要达到第一比值对应R2的电阻调整量或对应R3的电阻调整量。

可选的，当R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接时，调整数据确定模块202具体用于：

根据阻值数据，确定R1和R4的第一比值；

根据R2和R3的具体阻值，确定R2和R3的比值要达到第一比值对应R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量；

根据R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量，将电阻调整量为正对应的应变片确定为第一应变片；其中，第一应变片通过激光割断第一应变片上的部分第一导体增加自身阻值。

可选的，当R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点时，调整数据确定模块202具体用于：

根据阻值数据，确定R1和R4的第一比值；

根据R2和R3的具体阻值，确定R2和R3的比值要达到第一比值对应R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量；

根据R2的电阻调整量和对应R3的电阻调整量，将电阻调整量为负对应的应变片确定为第一应变片；其中，第一应变片通过电焊连接第一应变片上的部分短接焊点减少自身阻值。

可选的，阻值数据采集模块201具体用于：

使六维力传感器置于空载情况下，对某一测量维度对应惠斯通电桥的输入端施加第一电压，获得惠斯通电桥的输出；

根据惠斯通电桥的输出及第一电压，获得R1、R2、R3以及R4的阻值数据。

可选的，当应变片设置短接焊点时，短接焊点至少有两个，不同的短接焊点进行电焊连接后对应变片的电阻调整不同。

本发明实施例应变片R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，第一导体的阻值小于栅条的阻值。本发明实施例通过这样的设置使得应变片变成可调电阻。在具体零点补偿过程中，先采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；根据阻值数据，从R1、R2、R3以及R4中确定惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；根据第一应变片的电阻调整量，采用激光割断第一应变片上的部分第一导体或电焊连接第一应变片上的部分短接焊点改变第一应变片的阻值，以使R1和R4的比值和R2和R3的比值相差在第一预设范围之内。相较于现有增加补偿电阻进行零点补偿的方法，本发明实施例不会引入新的补偿电阻，通过应变片自身阻值的调整变化实现了零点补偿，避免了由于补偿电阻不会跟随形变发生阻值变化或者变化幅度与应变片不同，导致应变片阻值发生变化但是在惠斯通电桥中仍保持电桥平衡的情况失效的情况，减少维间耦合，增加了零点补偿的精准度，提高后续测力精确度。

本发明实施例R1、R2、R3以及R4的敏感栅中自部分栅条引出的导线连接至短接焊点。由于栅条很小，如果将短接焊点直接设置在其旁边，会导致短接焊点相邻过近很难进行焊接操作，但是通过导线引出，可以很好地化微观为宏观，将短接焊点有效远离分开，更好地进行焊接操作。

综上，本发明实施例可以对六维力传感器进行全面且精准地零点补偿。

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的包含，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S101、采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；其中，所述R1、R4为所述惠斯通电桥输入端的电阻，所述R2、R3为所述惠斯通电桥输出端的电阻，所述R1和所述R3相对设置，所述R2和所述R4相对设置，所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，所述第一导体的阻值小于所述栅条的阻值；

步骤S102、根据所述阻值数据，从所述R1、R2、R3以及R4中确定所述惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；

步骤S103、根据所述第一应变片的所述电阻调整量，采用激光割断所述第一应变片上的部分所述第一导体或电焊连接所述第一应变片上的部分所述短接焊点改变所述第一应变片的阻值，以使所述R1和所述R4的比值和所述R2和所述R3的比值相差在第一预设范围之内；

步骤S104、对剩余的其它测量维度重复步骤S101至S103，完成对所有测量维度对应惠斯通电桥的零点补偿。

2.根据权利要求1所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，所述步骤S101具体包括：

使所述六维力传感器置于空载情况下，通过探针接触某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的检测探孔，采集所述R1、R2、R3以及R4的具体阻值。

3.根据权利要求1所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点，包括：

所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中自部分栅条引出的导线连接至所述短接焊点。

4.根据权利要求1所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，从所述R2和所述R3中确定所述惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量。

5.根据权利要求4所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量或对应所述R3的电阻调整量。

6.根据权利要求4所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，当所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接时，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量；

根据所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量，将电阻调整量为正对应的应变片确定为所述第一应变片；其中，所述第一应变片通过激光割断所述第一应变片上的部分所述第一导体增加自身阻值。

7.根据权利要求4所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，当所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分栅条设置有短接焊点时，所述步骤S102包括：

根据所述阻值数据，确定所述R1和所述R4的第一比值；

根据所述R2和所述R3的具体阻值，确定所述R2和所述R3的比值要达到所述第一比值对应所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量；

根据所述R2的电阻调整量和对应所述R3的电阻调整量，将电阻调整量为负对应的应变片确定为所述第一应变片；其中，所述第一应变片通过电焊连接所述第一应变片上的部分所述短接焊点减少自身阻值。

8.根据权利要求1所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，所述步骤S101包括：

使所述六维力传感器置于空载情况下，对某一测量维度对应惠斯通电桥的输入端施加第一电压，获得所述惠斯通电桥的输出；

根据所述惠斯通电桥的输出及所述第一电压，获得所述R1、R2、R3以及R4的阻值数据。

9.根据权利要求1所述的六维力传感器零点补偿方法，其特征在于，当所述应变片设置所述短接焊点时，所述短接焊点至少有两个，不同的短接焊点进行电焊连接后对所述应变片的电阻调整不同。

10.一种六维力传感器零点补偿系统，其特征在于，所述系统包括：阻值数据采集模块、调整数据确定模块、阻值调整模块以及重复补偿模块；

所述阻值数据采集模块，用于采集六维力传感器在空载情况下某一测量维度对应惠斯通电桥中的四个应变片R1、R2、R3以及R4的阻值数据；其中，所述R1、R4为所述惠斯通电桥输入端的电阻，所述R2、R3为所述惠斯通电桥输出端的电阻，所述R1和所述R3相对设置，所述R2和所述R4相对设置，所述R1、R2、R3以及R4的敏感栅中部分相邻的栅条通过第一导体进行连接或部分栅条设置有短接焊点，所述第一导体的阻值小于所述栅条的阻值；

所述调整数据确定模块，用于根据所述阻值数据，从所述R1、R2、R3以及R4中确定所述惠斯通电桥在空载情况下达到电桥平衡对应需要调整的第一应变片及其电阻调整量；

所述阻值调整模块，用于根据所述第一应变片的所述电阻调整量，采用激光割断所述第一应变片上的部分所述第一导体或电焊连接所述第一应变片上的部分所述短接焊点改变所述第一应变片的阻值，以使所述R1和所述R4的比值和所述R2和所述R3的比值相差在第一预设范围之内；

所述重复补偿模块，用于对剩余的其它测量维度重复步骤S101至S103，完成对所有测量维度对应惠斯通电桥的零点补偿。