CN213209327U - 一种三维力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三维力传感器，属于传感器技术领域。该传感器包括：基体、弹性机构以及应力机构，其中，基体包括第一基体以及第二基体，第一基体安装于第二基体的一端，弹性机构包括第一弹性体以及第二弹性体，第一弹性体的一端与第一基体连接，第一弹性体的另一端与第二基体连接，第二弹性体安装于第一基体与第二基体之间，应力机构包括X向应变片、Y向应变片以及Z向应变片，X向应变片安装于第一弹性体与X轴垂直一端，Y向应变片安装于第一弹性体与Y轴垂直一端，Z向应变片安装于第二弹性体与Z轴垂直一端。该真正能够提高三维力传感器的可靠性。

Description

一种三维力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种三维力传感器。

背景技术

随着科技的不断发展，普通的测量方式已经无法满足现在的需求，自动化行业的传感器的种类越来越多，但是目前国内传感器产品普遍存在可靠性不高，性能精度较差，在全球传感器行业的竞争中处于劣势。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种三维力传感器，旨在提高三维力传感器的可靠性。

本实用新型是这样实现的：一种三维力传感器，包括：基体、弹性机构以及应力机构。

其中，基体包括第一基体以及第二基体，第一基体安装于第二基体的一端。

弹性机构包括第一弹性体以及第二弹性体，第一弹性体的一端与第一基体连接，第一弹性体的另一端与第二基体连接，第二弹性体安装于第一基体与第二基体之间。

应力机构包括X向应变片、Y向应变片以及Z向应变片， X向应变片安装于第一弹性体与X轴垂直一端，Y向应变片安装于第一弹性体与Y轴垂直一端，Z向应变片安装于第二弹性体与Z轴垂直一端。

在本实用新型实施例中，第一弹性体的一端与第一基体连接，第一弹性体的另一端与第二基体连接，第二弹性体安装于第一基体与第二基体之间，X向应变片安装于第一弹性体与X 轴垂直一端，Y向应变片安装于第一弹性体与Y轴垂直一端， Z向应变片安装于第二弹性体与Z轴垂直一端，X向应变片应于检测第一测弹性体发生弹性形变时X方向的受力，Y向应变片用于检测第一弹性体发生弹性形变时Y方向的受力，Z向应变片用于检测第二弹性体发生弹性形变时Z方向的受力，不同方向采用不同的应变片采集数据。测量时，将被测物体安装在第二基体上，被测物体受力时，第一弹性体以及第二弹性体受力并发生弹性形变，安装在第一弹性体上的X向应变片和Y向应变片以及安装在第二弹性体上的Z向应变片将物体受力大小有弹性应变量转化为电阻变化，并根据惠斯顿电桥电路将电阻转变为电压输出到显示仪，经过数据分析处理生成被测物体受力的大小与方向，有利于提高三维力传感器的可靠性。

在本实用新型的一种实施例中，基体还包括保护罩，保护罩的一端与第一基体连接，保护罩的另一端与第二基体连接。

在本实用新型实施例中，保护罩安装于第一基体与第二基体之间，保护罩用于保护装置不受外力的损害。

在本实用新型的一种实施例中，基体还包括传感头，传感头安装于第二基体的一端。

在本实用新型实施例中，传感头安装于第二基体的一端，传感头用于安装被测物体并将被测物体受力传递到第一弹性体与第二弹性体。

在本实用新型的一种实施例中，第一基体设置有螺纹孔，螺纹孔用于安装第一基体。

在本实用新型实施例中，螺纹孔用于将基体固定安装，方便传感器的测量稳定。

在本实用新型的一种实施例中，第二基体设置有螺纹孔，螺纹孔用于安装第二基体。

在本实用新型实施例中，螺纹孔用于安装第二基体与被测物体，使被测物体的安装更稳定。

在本实用新型的一种实施例中，第一弹性体有四个，两个第一弹性体安装于第一基体X轴方向，两个第一弹性体安装于第一基体Y轴方向。

在本实用新型的一种实施例中，X向应变片有四个，四个 X向应变片安装于X轴方向的两个第一弹性体。

在本实用新型实施例中，四个X向应变片安装于两个X轴的第一弹性体，四个X向应变片用于能够用惠斯顿电路桥计算出第一弹性体X方向发生弹性形变的受力大小。

在本实用新型的一种实施例中，Y向应变片有四个，四个 Y向应变片安装于Y轴方向的两个第一弹性体。

在本实用新型实施例中，四个Y向应变片安装于两个Y轴的第一弹性体，四个Y向应变片用于能够用惠斯顿电路桥计算出第一弹性体Y方向发生弹性形变的受力大小。

在本实用新型的一种实施例中，第二弹性体有两个，两个第二基体安装于第一基体的两端。

在本实用新型的一种实施例中，Z向应变片有四个，四个Z 向应变片安装于两个第二弹性体。

在本实用新型实施例中，四个Z向应变片安装于四个第二弹性体，四个Z向应变片用于能够用惠斯顿电路桥计算出第二弹性体Z方向发生弹性形变的受力大小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的一种三维力传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施方式提供的一种三维力传感器的基体的结构示意图；

图3为本实用新型实施方式提供的一种三维力传感器的弹性机构以及应力机构的安装示意图。

图中：10-三维力传感器；100-基体；110-第一基体；130- 第二基体；150-保护罩；170-传感头；300-弹性机构；310-第一弹性体；330-第二弹性体；500-应力机构；510-X向应变片；530-Y 向应变片；550-Z向应变片。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1，本实用新型的实施例提供了一种三维力传感器10，包括：基体100、弹性机构300以及应力机构500。

请参阅图2，基体100包括第一基体110、第二基体130、保护罩150以及传感头170。在具体设置时，第一基体110我圆柱体结构，第一基体110上设置有螺纹孔，螺纹孔用于安装第一基体110。在具体设置时，第二基体130安装于第一基体 110的一端，具体的，第二基体130上设置有螺纹孔，螺纹孔用于将第二基体130与被测物体连接安装。在具体设置时，保护罩150的一端与第一基体110连接，保护罩150的另一端与第二基体130连接，保护罩150用于保护第一基体110与第二基体130不被损坏。在具体设置时，传感头170安装于第二基体130的一端，具体的，第二基体130设置有通孔，传感头170 安装于通孔。

请参阅图3，弹性机构300包括第一弹性体310以及第二弹性体330。在具体设置时，第一弹性体310有四个，其中两个第一弹性体310沿第一基体110X轴方向安装，两个第一弹性体310沿第一基体110Y轴方向安装，具体的，四个第一弹性体均匀安装于第一基体110的一端。在具体设置时，第二弹性体330有两个，两个第二弹性体330安装于第一基体110与第二基体130之间。

请继续参阅图3，应力机构500包括X向应变片510、Y 向应变片530以及Z向应变片550。在具体设置时，X向应变片510有四个，四个X向应变片510安装于第一基体110的X 轴方向上的两个第一弹性体，X向应变片510用于测量X方向的受力情况。在具体设置时，Y向应变片530有四个，四个Y 向应变片530安装于第一基体110的Y轴方向上的两个第一弹性体，Y向应变片530用于测量Y方向的受力情况。在具体设置时，Z向应变片550有四个，四个Z向应变片550安装于两个第二弹性件，Z向应变片550用于测量Z方向的受力情况。

在本实用新型实施例中，第一弹性体310的一端与第一基体110连接，第一弹性体310的另一端与第二基体130连接，第二弹性体330安装于第一基体110与第二基体130之间，X 向应变片510安装于第一弹性体310与X轴垂直一端，Y向应变片530安装于第一弹性体310与Y轴垂直一端，Z向应变片 550安装于第二弹性体330与Z轴垂直一端，X向应变片510 应于检测第一测弹性体发生弹性形变时X方向的受力，Y向应变片530用于检测第一弹性体310发生弹性形变时Y方向的受力，Z向应变片550用于检测第二弹性体330发生弹性形变时 Z方向的受力，不同方向采用不同的应变片采集数据。测量时，将被测物体安装在第二基体130上，被测物体受力时，第一弹性体310以及第二弹性体330受力并发生弹性形变，安装在第一弹性体310上的X向应变片510和Y向应变片530以及安装在第二弹性体330上的Z向应变片550将物体受力大小有弹性应变量转化为电阻变化，并根据惠斯顿电桥电路将电阻转变为电压输出到显示仪，经过数据分析处理生成被测物体受力的大小与方向，有利于提高三维力传感器的可靠性。

需要说明的是，X向应变片510、Y向应变片530以及Z 向应变片550的具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维力传感器，其特征在于，包括：

基体，所述基体包括第一基体以及第二基体，所述第一基体安装于所述第二基体的一端；

弹性机构，所述弹性机构包括第一弹性体以及第二弹性体，所述第一弹性体的一端与所述第一基体连接，所述第一弹性体的另一端与所述第二基体连接，所述第二弹性体安装于所述第一基体与所述第二基体之间；

应力机构，所述应力机构包括X向应变片、Y向应变片以及Z向应变片，所述X向应变片安装于所述第一弹性体与X轴垂直一端，所述Y向应变片安装于所述第一弹性体与Y轴垂直一端，所述Z向应变片安装于所述第二弹性体与Z轴垂直一端。

2.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述基体还包括保护罩，所述保护罩的一端与所述第一基体连接，所述保护罩的另一端与所述第二基体连接。

3.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述基体还包括传感头，所述传感头安装于所述第二基体的一端。

4.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述第一基体设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于安装所述第一基体。

5.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述第二基体设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于安装所述第二基体。

6.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述第一弹性体有四个，两个所述第一弹性体安装于所述第一基体X轴方向，两个所述第一弹性体安装于所述第一基体Y轴方向。

7.根据权利要求6所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述X向应变片有四个，四个X向应变片安装于X轴方向的两个所述第一弹性体。

8.根据权利要求6所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述Y向应变片有四个，四个Y向应变片安装于Y轴方向的两个所述第一弹性体。

9.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述第二弹性体有两个，两个所述第二基体安装于所述第一基体的两端。

10.根据权利要求9所述的一种三维力传感器，其特征在于，所述Z向应变片有四个，四个Z向应变片安装于所述两个第二弹性体。

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