CN205333235U - 一种用于打磨机器人的力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于打磨机器人的力传感器，包括弹性体与若干的应变计，弹性体包括位于两端的端头，以及位于端头之间的主体，主体与端头之间具有槽，槽沿竖直方向完全贯通弹性体，沿水平方向单向贯通弹性体，且两端槽的水平开口方向相反，以使端头与主体形成“S”型结构；主体上设有竖直的第一通孔，该第一通孔的中心设有一圆环结构，该圆环结构通过梁与第一通孔的内壁连接，梁对称设于圆环结构的两侧且与力的传递方向垂直，圆环结构的内壁设有环槽，应变计设于环槽内。本实用新型可以剔除其他方向的力与力矩的干扰误差，实现打磨压力的检测，测量精度高；一体式设计，整体结构紧凑；可以实现与机器人的快速连接，拆装方便。

Description

一种用于打磨机器人的力传感器

技术领域

本实用新型涉及一种力传感器。

背景技术

随着工业自动化的发展，自动化设备越来越多的应用于实际的产生制造活动中以替代原来的人工操作，比如打磨机器人就是被用来代替人力来打磨各种零配件产品的粗糙表面，使零配件获得要求的表面质量。打磨机器人通常是将打磨轮安装在机器人的机械臂尾部，由机器人控制打磨轮旋转并触碰固定的产品实现产品的打磨作业。其中影响打磨表面质量的一个很重要的因素是打磨压力的控制，只有打磨压力大小合适、稳定及可控制才能保证批量做出的产品满足要求，然而机器人本身不具备感知打磨压力大小的功能，所以需要有专用的传感器来实现这一个测量功能。

测量打磨压力的传感器通常被安装在打磨轮和机械臂尾部之间，用来测量打磨轮的实际压力，并反馈给机器人控制系统作出相应的反映。因为打磨轮本身重量较大会产生一个力矩，打磨的时候轮子与零部件之间的摩擦力也会产生一个较大的力矩，另外打磨轮旋转时会产生离心力，所以传感器会承受较大的力矩及其他方向的分力作用，而实际上需要检测的是打磨压力，其他的力与力矩属于干扰误差，所以人们亟需一款可以精确读取打磨压力，又能剔除掉其他力与力矩干扰误差的传感器。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种用于打磨机器人的力传感器，可以剔除其他方向的力与力矩的干扰误差，实现打磨压力的检测，测量精度高；一体式设计，整体结构紧凑；可以实现与机器人的快速连接，拆装方便。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于打磨机器人的力传感器，包括弹性体与若干的应变计，弹性体包括位于两端的端头，以及位于端头之间的主体，主体与端头之间具有槽，槽沿竖直方向完全贯通弹性体，沿水平方向单向贯通弹性体，且两端槽的水平开口方向相反，以使端头与主体形成“S”型结构；主体上设有竖直的第一通孔，该第一通孔的中心设有一圆环结构，该圆环结构通过梁与第一通孔的内壁连接，梁对称设于圆环结构的两侧且与力的传递方向垂直，圆环结构的内壁设有环槽，应变计设于环槽内。

作为上述方案的进一步改进方式，第一通孔的周向上设有若干竖直方向的第二通孔。

作为上述方案的进一步改进方式，端头为法兰盘。

作为上述方案的进一步改进方式，包括保护套筒，保护套筒与弹性体可拆卸的连接，并将主体包覆在内。

作为上述方案的进一步改进方式，端头的周向上设有若干径向的螺纹孔，保护套筒上对应设有通孔，其通过螺钉锁止在端头上。

本实用新型的有益效果是：

可以剔除其他方向的力与力矩的干扰误差，实现打磨压力的检测，测量精度高；一体式设计，整体结构紧凑；可以实现与机器人的快速连接，拆装方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的整体示意图；

图2是图1中隐藏保护套筒、电缆接头与电缆的示意图；

图3是图2中A-A向的剖视图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1至图3，示出了本实用新型一个实施例的相关示意图，包括弹性体与若干的应变计（未示出）。

弹性体包括位于两端的端头1，以及位于端头1之间的主体2。端头1主要用于实现传感器与机器人之间的连接，其优选为法兰盘。主体2与端头1之间具有槽101，槽101沿竖直方向完全贯通弹性体，沿水平方向单向贯通弹性体，且两端槽101的水平开口方向相反，以使端头1与主体2形成“S”型结构。

主体2上设有竖直的第一通孔102，该第一通孔102的中心设有一圆环结构3，该圆环结构通过梁4与第一通孔102的内壁连接，梁4对称设于圆环结构3的两侧且与力的传递方向垂直，保证圆环结构3与主体2之间形成两个U型通槽，该U型通槽可以使弹性体产生压力方向的形变，同时梁4与圆环结构3可以视为一个整体的硬块结构，从而可以有效的减小其他方向的力与力矩的干扰，使传感器只感受打磨方向的压力，实现消除干扰误差的目的。

优选的，梁4的厚度小于主体2的厚度。

此外，圆环结构3的内壁设有环槽103，该环槽可以增加压力方向的形变，放大压力信号。

应变计设于环槽103内，本实用新型共使用四片电阻应变计组成一个惠斯通桥路，当传感器感收到打磨方向的压力后，弹性体贴片区域产生相应的形变，从而使各个应变计电阻值发生不同的变化，导致惠斯通桥路平衡被打破而产生电压信号，电压信号再通过电缆连接头5与电缆信号线6输出，便可以实现压力信号的输出。

优选的，第一通孔102的周向上设有若干竖直方向的第二通孔104，用于进一步增加局部的形变以加大输出信号。

为避免打磨产生的垃圾飞溅入传感器内部，本实用新型还包括有保护套筒7，其与弹性体可拆卸的连接。保护套筒7优选为半圆形，通过两个套筒的组合便可以将主体包覆在内，达到保护的效果。

具体的，端头1的周向上设有若干径向的螺纹孔105，保护套筒7上对应设有通孔，其通过螺钉锁止在端头1上。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种用于打磨机器人的力传感器，其特征在于：包括弹性体与若干的应变计，所述弹性体包括位于两端的端头，以及位于端头之间的主体，所述主体与端头之间具有槽，所述槽沿竖直方向完全贯通所述弹性体，沿水平方向单向贯通所述弹性体，且两端所述槽的水平开口方向相反，以使所述端头与主体形成“S”型结构；所述主体上设有竖直的第一通孔，该第一通孔的中心设有一圆环结构，该圆环结构通过梁与所述第一通孔的内壁连接，所述梁对称设于圆环结构的两侧且与力的传递方向垂直，所述圆环结构的内壁设有环槽，所述应变计设于所述环槽内。

2.根据权利要求1所述的用于打磨机器人的力传感器，其特征在于：所述第一通孔的周向上设有若干竖直方向的第二通孔。

3.根据权利要求1或2所述的用于打磨机器人的力传感器，其特征在于：所述端头为法兰盘。

4.根据权利要求1或2所述的用于打磨机器人的力传感器，其特征在于：包括保护套筒，所述保护套筒与所述弹性体可拆卸的连接，并将主体包覆在内。

5.根据权利要求4所述的用于打磨机器人的力传感器，其特征在于：所述端头的周向上设有若干径向的螺纹孔，所述保护套筒上对应设有通孔，其通过螺钉锁止在所述端头上。