CN210180577U - 一种中空式六维测力平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中空式六维测力平台，包括浮动板、固定板、X向力传感器、X向环形铰链连杆、X向固定连杆，Y向力传感器、Z向力传感器，浮动板上设有第一通孔，所述固定板上设有第二通孔，所述第一通孔、第二通孔以及X向环形铰链连杆上的内环孔的中心轴线位于同一直线上，本实用新型实现了三方向力和三方向力矩的同时测量，结构简单，装配方便，造价较低。同时，在固定板和浮动板上开有圆孔，将X向铰链连杆设计成环形，并与固定板、浮动板的圆孔同轴，从而实现了六维测力平台整体中空，为具有旋转轴的被测试件提供了安装接口。

Description

一种中空式六维测力平台

技术领域

本实用新型属于传感器领域，具体涉及一种中空式六维测力平台。

背景技术

六维力传感器能够测量空间三维力和力矩的大小，在测力信息要求丰富、 测力精度要求高的场合如零力示教、轮廓跟踪、双手协调、精密柔性装配、多指灵巧手、机器人力反馈等领域有着广泛的应用前景。近年来，随着航空航天 领域的快速发展，能在大加载面上测量大吨位力和力矩的六维测力装置已成为 目前急需高科技产品之一。这种测力装置通常称为大量程、大测力板六维测力 平台，在推力试验、试飞实验和风洞实验等航空航天领域有着重要的应用。世 界各发达国家都非常重视这种测力平台的研制工作，是涉及国家安全、经济发 展和科技进步的关键技术之一，老式六维测力平台中间无通孔，难以适用于直升机螺旋桨等具备旋转部件的六维力测试需求。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中所提到的问题，本实用新型提供一种中空式六维测力平台，包括浮动板、固定板、X向力传感器、X向环形铰链杆、X向固定连杆、Y向力传感器、Z向力传感器，所述X向力传感器、Y向力传感器和Z向力传感器均紧固在固定板上并与浮动板相连，所述X向环形铰链杆一端与X向力传感器顶部相连，另一端与X向固定连杆相连，所述X向环形铰链杆的中心部分为内环孔，所述X向固定连杆远离X向环形铰链杆的一端与浮动板连接，所述X向力传感器通过X向环形铰链连杆、X向固定连杆与浮动板连接，所述浮动板上设有第一通孔，所述固定板上设有第二通孔，所述第一通孔、第二通孔以及X向环形铰链连杆上的内环孔的中心轴线位于同一直线上。

较佳的，还包括Y向铰链连杆和Y向固定连杆，所述Y向铰链连杆一端与Y向传感器相连，另一端与Y向固定连杆相连，所述Y向固定连杆相连远离Y向铰链连杆的一端与浮动板相连。

较佳的，所述Z向力传感器顶端设有Z向铰链连杆，所述Z向铰链连杆远离Z向力传感器的一端与浮动板连接。

较佳的，还包括Z向拉力限位，所述Z向拉力限位包括限位板和限位接头，所述Z向力传感器包括感应部、固定部和连接板，感应部和固定部之间通过连接板连接，所述限位板一端与固定部顶部连接，另一端延伸至连接板上部，所述限位接头贯穿限位板并置于连接板上部。

较佳的，还包括Z向压力限位，Z向拉力限位下半部与固定板固定连接，上半部与浮动板固定连接，上半部与下半部之间留有空隙。

较佳的，所述X向固定连杆、Y向固定连杆和Z向铰链连杆均是通过防松螺母与浮动板连接。

本实用新型的有益效果主要体现在：实现了三方向力和三方向力矩的同时测量，结构简单，装配方便，造价较低。同时，在固定板和浮动板上开有圆孔，将X向铰链连杆设计成环形，并与固定板、浮动板的圆孔同轴，从而实现了六维测力平台整体中空，为具有旋转轴的被测试件提供了安装接口。

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为本实用新型产品结构三维图；

图2为实用新型中Z向力传感器部分图。

图中：1、浮动板；2、固定板；3、X向力传感器；4、X向环形铰链杆；5、X向固定连杆；6、Y向力传感器；7、Z向力传感器；8、内环孔；9、第一通孔；10、第二通孔；11、Y向铰链连杆；12、Y向固定连杆；13、Z向铰链连杆；14、Z向拉力限位；15、限位板；16、限位接头；17、感应部；18、固定部；19、连接板；20、Z向压力限位；21、防松螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种中空式六维测力平台，由七台单分量力传感器及响应的铰链连杆和固定连杆以及固定板2和浮动板1组成，七台单分量力传感器中包括四台Z向力传感器7，其测量方向沿Z轴布置，四台Z向力传感器7底部固定在固定板2的四角上，Z向力传感器7包括感应部17、固定部18和连接板19，感应部17和固定部18通过连接板19相连，连接板19的厚度远小于固定部18和感应部17，感应部17上部连接由Z向铰链连杆13，Z向铰链连杆13两端各有互为垂直的两对铰链孔，形成的垂直铰链能充分过滤非测量方向的载荷，从而减少个方向载荷的偶尔干扰，Z向铰链连杆13的上部通过放松螺母与浮动板1连接，每个Z向力传感器7的感应部17上还设有限位板15，限位板15通过螺栓固定在固定部18上，限位板15的长度比固定部18要长，超出的部分延伸至连接板19上方，限位接头16置于连接板19上方并贯穿限位板15，限位接头16上设有行程开关，连接板19上设有与限位接头16对应的触点，Z向拉力限位14用于防止Z向力传感器7在受拉时过载，即感应部17受拉会往上偏移，带动连接板19右端向上弯曲，当连接板19上的触点与限位接头16接触时，会触发行程开关，切断Z向传感器的电路，固定板2上的中间边缘位置还设有Z向压力限位20，Z向压力限位20下半部与固定板2固定连接，上半部与浮动板1固定连接，上半部与下半部之间留有空隙，下半部顶部设有行程开关，上半部的底部设有触点，当浮动板1受到压力向下偏移，当压力大到一定程度时，上半部会与下半部接触，触点与行程开关接触，同Z向拉力限位14一样，同牙会切断Z向从传感器的感应电路，防止Z向力传感器7在承受被测试件重力或压力时过载，本申请中的Z向拉力限位14和Z向压力限位20均为本领域中公知的限位开关技术，限位开关应用技术广泛应用于建筑、港口、矿山等行业的起重、传输机械的空间三坐标的控制和限位，七台单分量力传感器中还包括两台Y向力传感器6，分别紧固在固定板2两端，其测量方向沿Y轴布置，通过Y向铰链连杆11、Y向固定连杆12以及防松螺母21连接浮动板1，Y向铰链连杆11一端与Y向传感器相连，另一端与Y向固定连杆12相连，所述Y向固定连杆12相连远离Y向铰链连杆11的一端与浮动板1相连，Y向铰链连杆11的作用与Z向铰链连杆13一致，固定板2的中心位置设有第二通孔10，呈圆形，第二通孔10旁设有一台X向力传感器3，其测量方向沿X轴布置，并紧固在固定板2上，通过X向环形铰链连杆4、X向固定连杆以及防松螺母21连接浮动板1，X向环形铰链连杆4为环形，中心部分为内环孔8，浮动板1的中心设有第一通孔9，其大小形状与第二通孔10一致，第一通孔9、第二通孔10以及X向环形铰链连杆4上的内环孔8的中心轴线位于同一直线上，第一通孔9、第二通孔10以及X向环形铰链连杆4上的内环孔8用于放置带旋转轴的被测物品，本实用新型采用七台单分量传感器实现了三方向力和三方向力矩的同时测量，结构简单，装配方便，造价较低。同时，在固定板和浮动板上开有圆孔，将X向铰链连杆设计成环形，并与固定板、浮动板的圆孔同轴，从而实现了六维测力平台整体中空，为具有旋转轴的被测试件提供了安装接口。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种中空式六维测力平台，其特征在于：包括浮动板（1）、固定板（2）、X向力传感器（3）、X向环形铰链连杆（4）、X向固定连杆（5）、Y向力传感器（6）、Z向力传感器（7），所述X向力传感器（3）、Y向力传感器（6）和Z向力传感器（7）均紧固在固定板（2）上并与浮动板（1）相连，所述X向环形铰链连杆（4）一端与X向力传感器（3）顶部相连，另一端与X向固定连杆（5）相连，所述X向环形铰链连杆（4）的中心部分为内环孔（8），所述X向固定连杆（5）远离X向环形铰链连杆（4）的一端与浮动板（1）连接，所述X向力传感器（3）通过X向环形铰链连杆（4）、X向固定连杆（5）与浮动板（1）连接，所述浮动板（1）上设有第一通孔（9），所述固定板（2）上设有第二通孔（10），所述第一通孔（9）、第二通孔（10）以及X向环形铰链连杆（4）上的内环孔（8）的中心轴线位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的一种中空式六维测力平台，其特征在于：还包括Y向铰链连杆（11）和Y向固定连杆（12），所述Y向铰链连杆（11）一端与Y向传感器相连，另一端与Y向固定连杆（12）相连，所述Y向固定连杆（12）相连远离Y向铰链连杆（11）的一端与浮动板（1）相连。

3.根据权利要求2所述的一种中空式六维测力平台，其特征在于：所述Z向力传感器（7）顶端设有Z向铰链连杆（13），所述Z向铰链连杆（13）远离Z向力传感器（7）的一端与浮动板（1）连接。

4.根据权利要求3所述的一种中空式六维测力平台，其特征在于：还包括Z向拉力限位（14），所述Z向拉力限位（14）包括限位板（15）和限位接头（16），所述Z向力传感器（7）包括感应部（17）、固定部（18）和连接板（19），感应部（17）和固定部（18）之间通过连接板（19）连接，所述限位板（15）一端与固定部（18）顶部连接，另一端延伸至连接板（19）上部，所述限位接头（16）贯穿限位板（15）并置于连接板（19）上部。

5.根据权利要求4所述的一种中空式六维测力平台，其特征在于：还包括Z向压力限位（20），Z向压力限位（20）下半部与固定板（2）固定连接，上半部与浮动板（1）固定连接，上半部与下半部之间留有空隙。

6.根据权利要求5所述的一种中空式六维测力平台，其特征在于：所述X向固定连杆（5）、Y向固定连杆（12）和Z向铰链连杆（13）均是通过防松螺母（21）与浮动板（1）连接。

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