CN206470007U - 一种多向力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多向力传感器，包括全桥应变计、弹性体和信号输出部，弹性体的中部周侧粘贴有四个全桥应变计，四个全桥应变计沿同一个圆周等间距分布设置，弹性体的顶面设置有受力部，弹性体的底面设置有固定部，信号输出部包括信号线，全桥应变计电连接有一信号线。本技术方案的多向力传感器可以通过弹性体周侧的全桥应变计进行感应，当受到压力的作用在受力部处时，可以较为准确的得到压力的方向和大小，因此达到多方向的检测目的。

Description

一种多向力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种多向力传感器。

背景技术

对于传感器在生活中随处可见，而且种类繁多，对于压力传感器也是如此。在现今飞速发张的时代背景下，压力传感器的要求也越来越高，有特定的压力检测，也有全方面的压力检测，这使得对压力传感器的性能要得到极大的提高，同时在使用上也是更加的简单便捷。而现有的压力传感器的检测精度上还无法满足需求。

发明内容

本实用新型要解决精确检测出压力来源的技术问题，在于提供一种多向力传感器，解决应变片无法精确检测出弹性体受力形变的问题。

本实用新型是这样实现的：一种多向力传感器，包括全桥应变计、弹性体和信号输出部；

所述弹性体的中部周侧粘贴有四个全桥应变计，四个全桥应变计沿同一个圆周等间距分布设置，所述弹性体的顶面设置有受力部，弹性体的底面设置有固定部，所述信号输出部套设在弹性体的周侧；

所述信号输出部包括信号线，所述全桥应变计电连接有一信号线。

进一步地，所述受力部为半圆球体、圆柱体或长方体。

进一步地，所述弹性体为铝合金弹性体、合金钢弹性体或不锈钢弹性体。

进一步地，所述固定部设置有固定孔，所述固定孔设置有两个以上，且固定孔沿同一圆周等间距分布。

进一步地，所述信号输出部设置有固定头，所述固定头设置在信号输出部的侧面上，所述信号线设置在固定头内，所述固定头用于保护信号线端部不会被折损。

本实用新型具有如下优点：区别于现有的压力传感器其在检测时，检测的灵敏度底，因此导致检测出的压力有一定或较大的误差，本技术方案的多向力传感器可以通过弹性体周侧的全桥应变计进行感应，当受到压力的作用在受力部处时，可以较为准确的得到压力的方向和大小，因此达到多方向的检测目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例中半圆球头多向力传感器的示意图；

图2为本实用新型实施例中圆柱体多向力传感器的示意图；

图3为本实用新型实施例中长方体多向力传感器的示意图。

附图标记说明：

10、全桥应变计；

20、弹性体；201、受力部；202、固定部；2021、固定孔；

2011、半圆球体；2012、圆柱体；2013、长方体；

30、信号输出部；301、信号线；3011、固定头。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1、图2以及图3，本实用新型提供一种多向力传感器，包括全桥应变计10、弹性体20和信号输出部30；

所述弹性体的中部周侧粘贴有四个全桥应变计，四个全桥应变计沿同一个圆周等间距分布设置，所述弹性体的顶面设置有受力部201，弹性体的底面设置有固定部202，所述信号输出部套设在弹性体的周侧；

所述信号输出部包括信号线301，所述全桥应变计电连接有一信号线。所述受力部为半圆球体2011、圆柱体2012或长方体2013。所述弹性体为铝合金弹性体、合金钢弹性体或不锈钢弹性体。所述固定部设置有固定孔2021，所述固定孔设置有两个以上，且固定孔沿同一圆周等间距分布。所述信号输出部设置有固定头3011，所述固定头设置在信号输出部的侧壁上，所述信号线设置在固定头内，所述固定头用于保护信号线端部不会被折损。

在某个实施例中，先通过固定部的固定孔将多向力传感器进行固定，而受力部可以为半圆球头、圆柱体或长方体，在本方案中受力部优选为半圆球头的形状，因为半圆球头的在受到正向力或压力时，会使得受力准确，且对于施加的物体具有一定的保护作用，光滑的表面不会划伤人体或者磨损物品；对于圆周体可以准确的与施加力的物体进行接触，顶面的平面可以施加较大的力，对于扭力也可以施加较大的力；对于受力部为长方体时，可以让长方体为正方体形状，因此对于正向的施加力可以较为准确，其施加力可以有较大调整范围。而全桥应变计由四个应变片组成，在全桥应变计的电路中将应力方向相同的两个应变片接入电桥的对边，而将应力方向相反的两个应变片接入电桥的邻边，这样连接的方式会使得其输出的灵敏度比半桥连接的方式提高一倍以上，而且其非线性得到了较大的改善。在多向力传感器的四周粘贴有四个全桥应变计，因此可以准确的检测出粘贴有全桥应变计处的正向力与从受力部的正上方往固定部方向的压力，以及弹性体的扭力。当在受力部施加一正向力时，由于多向力传感器的固定部被固定，会使得弹性体受力变形，当弹性体发生形变时，全桥应变计也会跟随弹性体发生一定的形变，也就是在全桥应变计中有两个支路，而同一支路的两个应变片极性相反，即一个为拉伸一个为压缩；而不同支路的对应电阻极性相反，即支路一的第一个电阻和支路二的第一个电阻一个拉伸一个压缩。因此在应变片发生形变后，会将弹性体的变形转换成应变片电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流的变化，进而将变化的信号输出得到变化的数值，进一步通过对变化的数值运算，得到压力的大小。同时通过四个全桥应变计，以及每个全桥应变计的引线都有相对应的信号线电连接，使得每个全桥应变计都有一个信号输出，这样得到四组电信号变化的数值，从而通过四组数值判断出受力的方向以及压力的大小，进而达到准确定位受力方向，以及准确得出施加的压力大小。而在信号线的与全桥应变计的引线连接端设置了固定头，固定头设置在信号输出部的侧面上，使得信号线不容易损坏，例如：被折断、磨损或者在连接处由于拉扯断开等。对于弹性体可以是铝合金弹性体、合金钢弹性体和不锈钢弹性体等，不同的材料的弹性体可以满足不同场合条件下的需求，例如：铝合金弹性体比重小、屈服强度比高、塑性好且耐腐蚀性强，适用于小量程称重传感器这类的设备或器材上。而合金钢弹性体的测量精度高、稳定性能好、温度漂移小、输出信号的对程性好且结构紧凑等优点，在拉力传感器上应用较多。不锈钢弹性体的使用温度范围宽、长期的稳定性好、功耗低、迟滞误差小且重复性好等，适用于金属应变式压力传感器等方面的设备上。使得在使用多向力传感器时，可以达到较高的灵敏度，使得检测的准确性较高，满足检测的需求。

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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多向力传感器，其特征在于：包括全桥应变计、弹性体和信号输出部；

所述弹性体的中部周侧粘贴有四个全桥应变计，四个全桥应变计沿同一个圆周等间距分布设置，所述弹性体的顶面设置有受力部，弹性体的底面设置有固定部，所述信号输出部套设在弹性体的周侧；

所述信号输出部包括信号线，所述全桥应变计电连接有一信号线。

2.根据权利要求1所述的一种多向力传感器，其特征在于：所述受力部为半圆球体、圆柱体或长方体。

3.根据权利要求1所述的一种多向力传感器，其特征在于：所述弹性体为铝合金弹性体、合金钢弹性体或不锈钢弹性体。

4.根据权利要求1所述的一种多向力传感器，其特征在于：所述固定部设置有固定孔，所述固定孔设置有两个以上，且固定孔沿同一圆周等间距分布。

5.根据权利要求1所述的一种多向力传感器，其特征在于：所述信号输出部设置有固定头，所述固定头设置在信号输出部的侧面上，所述信号线设置在固定头内，所述固定头用于保护信号线端部不会被折损。