CN216116514U - 一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，包括加载板和加载头，加载板包括圆形的法兰本体和沿圆周方向均匀间隔设置的四个连接杆，加载头设置于连接杆的一端；本实用新型通过设置的加载头，在向加载板上悬挂重物时，降低重物与加载板之间的接触面，以降低摩擦力对六维力传感器标定的影响。

Description

一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体的是一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置。

背景技术

目前，随着科技发展，传感器技术日益成熟，而传感器的测量精度是评定传感器最重要的性能指标之一，其误差包括随机误差和系统误差，其随机误差主要是由六维力传感器内部信号处理电路、量化误差、外界干扰等因素引起，而系统误差则主要是由标定系统的标定精度所决定，六维力传感器由于其本身机械结构较为复杂，且制作时存在误差，需要通过标定确定各个方向输入输出的耦合关系，计算其耦合矩阵，并通过解耦补偿各维之间耦合带来的影响，因此传感器标定的精度至关重要，其标定精度将直接影响其使用时的测量精度，而目前一般需要在六维力传感器的测量端安装加载板，通过加载板悬挂砝码，从而进行标定，而一般的加载板在悬挂砝码时，砝码受重力影响，始终具有垂直向下的趋势，而砝码与加载板之间的摩擦力会对砝码造成一定的阻碍，对标定结果造成一定的影响，从而影响标定的精度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，本实用新型操作方便，安全可靠，结构简单，成本低，可以降低砝码与加载板之间连接处的接触面，从而降低摩擦力对标定的影响，提高六维力传感器标定的精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，包括加载板和加载头，加载板包括圆形的法兰本体和沿圆周方向均匀间隔设置的四个连接杆，加载头包括连接块、基座、负载杆、吊耳和多个滚珠；

连接块的下端向上成型设有第一凹槽，基座的上端向下成型设有第二凹槽，第二凹槽的槽底设有向下成型的环形滚珠槽，第二凹槽的槽底几何中心处还设有过孔，负载杆由一段圆杆和设置于圆杆一端的圆球组成；

多个滚珠均滑动设置于环形滚珠槽内，圆杆远离圆球的一端由基座的上端向下穿过过孔，且圆球与所有滚珠滑动配合，基座设置于连接块的下端，且圆球位于第一凹槽内，圆球与第一凹槽的侧壁之间具有间隙，连接块的上端与一个连接杆的一端相连，吊耳固定设置于圆杆远离圆球的一端。

本实用新型，通过设置的连接块与加载板连接后，可将连接块与加载板视作一整体，基座与连接块相连后视作一整体，砝码设置于负载杆上圆杆的下端，负载杆上的圆球与基座上设置的多个滚珠配合，砝码的重力对加载板的施力点即为圆球与多个滚珠之间的接触点，球与球之间接触面小，摩擦力即小，且球与球之间配合，可以使砝码适应重力，调整自身竖直向下。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

每个连接杆均由套管和滑杆组成，套管内孔为矩形孔，滑杆为矩形杆，套管一端与法兰本体固定连接，滑杆套设于套管并与套管滑动配合，套管远离法兰本体的一端设有螺纹连接的顶紧螺栓，顶紧螺栓一端与滑杆相抵，连接块的上端与滑杆远离套管的一端相连；通过设置的套管和滑杆配合，调节连接杆的总体长度，而连接杆的长度即为测力时施力点与受力点之间的力臂，可以在有限的砝码条件下，为不同量程的六维力传感器进行标定。

套管沿厚度方向的一侧壁上设有贯穿其侧壁的矩形槽，套管上对应矩形槽的长度边的位置设有刻度，刻度沿矩形槽的长度方向设置，且刻度的刻度值大小由矩形槽靠近法兰本体的一端向远离法兰本体的一端逐渐增大；滑杆沿厚度方向且对应矩形槽的一侧壁上远离连接块的一端设有箭头标记；通过设置的刻度与箭头标记配合，方便操作者观察连接杆的总长。

过孔的孔径为M，圆杆的外径为m，1.5m=M；过孔的孔径大于圆杆的外径，则圆杆可在过孔内转动。

环形滚珠槽的沿其环形径向的截面呈V字形，结构简单，且降低了滚珠与环形滚珠槽之间接触面积，降低环形滚珠槽与滚珠之间的摩擦力。

环形滚珠槽的侧壁、圆球的外表面和每个滚珠的外表面均镜面抛光处理，且多个滚珠上均涂抹有工业用黄油；使滚珠与圆球之间更加润滑。

本实用新型的有益效果是：通过本实用新型的技术方案，设置的六维力传感器标定加载装置，通过设置的连接块与加载板连接后，可将连接块与加载板视作一整体，基座与连接块相连后视作一整体，砝码设置于负载杆上圆杆的下端，负载杆上的圆球与基座上设置的多个滚珠配合，砝码的重力对加载板的施力点即为圆球与多个滚珠之间的接触点，球与球之间接触面小，摩擦力即小，且球与球之间配合，可以使砝码适应重力，调整自身竖直向下。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构轴视图。

图2为本实用新型右视图。

图3为图2中A-A处剖视图。

图4为图3中B处局部放大视图。

其中：1-法兰本体，2-连接杆，2a-套管，2b-滑杆，2c-矩形槽，2d-箭头标记，3-连接块，3a-第一凹槽，4-基座，4a-第二凹槽，4b-环形滚珠槽，4c-过孔，5-负载杆，5a-圆杆，5b-圆球，6-吊耳，7-滚珠，8-顶紧螺栓，9-刻度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、 “水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、 “第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，包括加载板和加载头，加载板包括圆形的法兰本体1和沿圆周方向均匀间隔设置的四个连接杆2，加载头包括连接块3、基座4、负载杆5、吊耳6和多个滚珠7；

如图4所示，连接块3的下端向上成型设有第一凹槽3a，基座4的上端向下成型设有第二凹槽4a，第二凹槽4a的槽底设有向下成型的环形滚珠槽4b，第二凹槽4a的槽底几何中心处还设有过孔4c，负载杆5由一段圆杆5a和焊接设置于圆杆5a一端的圆球5b组成；

如图4所示，多个滚珠7均滑动设置于环形滚珠槽4b内，圆杆5a远离圆球5b的一端由基座4的上端向下穿过过孔4c，且圆球5b与所有滚珠7滑动配合，基座4通过螺栓固定设置于连接块3的下端，且圆球5b位于第一凹槽3a内，圆球5b与第一凹槽3a的侧壁之间具有间隙，连接块3的上端与一个连接杆2的一端通过螺栓固定连接，吊耳6通过螺纹配合固定设置于圆杆5a远离圆球5b的一端；在吊耳6下端悬挂砝码后，砝码的重力施加于圆杆5a的下端，使圆球5b压迫多个滚珠7，且圆杆5a的下端受砝码重力影响，圆球5b与多个滚珠7配合转动，使圆杆5a的下端竖直向下。

如图4所示，每个连接杆2均由套管2a和滑杆2b组成，套管2a内孔为矩形孔，滑杆2b为矩形杆，套管2a一端与法兰本体1固定连接，滑杆2b套设于套管2a并与套管2a滑动配合，套管2a远离法兰本体1的一端设有螺纹连接的顶紧螺栓8，顶紧螺栓8一端与滑杆2b相抵，连接块3的上端与滑杆2b远离套管2a的一端相连；旋松顶紧螺栓8，使顶紧螺栓8与滑杆2b脱开，滑动滑杆2b，调节连接杆2的总长度，连接杆2的总长度改变后，对六维力传感器进行标定时，需根据长度改变，改变其耦合矩阵计算公式，耦合矩阵计算公式为现有已知技术，此处不做多余论述；

套管2a沿厚度方向的一侧壁上设有贯穿其侧壁的矩形槽2c，套管2a上对应矩形槽2c的长度边的位置设有刻度9，刻度9沿矩形槽2c的长度方向设置，且刻度9的刻度值大小由矩形槽2c靠近法兰本体1的一端向远离法兰本体1的一端逐渐增大，刻度9的刻度值为连接杆2的长度值；滑杆2b沿厚度方向且对应矩形槽2c的一侧壁上远离连接块3的一端设有箭头标记2d，滑杆2b滑动时，箭头标记2d随之滑动，且箭头标记2d的尖端刻度9配合，显示此时连接杆2的总长度。

如图4所示，过孔4c的孔径为M，圆杆5a的外径为m，1.5m=M，即圆杆5a与过孔4c的侧壁之间具有间隙，圆杆5a在受重力影响时，可在过孔4c自由转动。

如图4所示，环形滚珠槽4b的沿其环形径向的截面呈V字形，V字形的凹槽，滚珠7与其接触时仅有两个接触点，降低摩擦力。

环形滚珠槽4b的侧壁、圆球5b的外表面和每个滚珠7的外表面均镜面抛光处理，且多个滚珠7上均涂抹有工业用黄油。

本实施例的使用过程为：在为六维力传感器进行标定时，将法兰本体1与六维力传感器的测力端通过螺栓相连，调节连接杆2的长度，并根据刻度8所显示的连接杆2的长度，更改六维力传感器标定耦合矩阵的计算公式，然后将砝码通过挂钩托盘悬挂于吊耳6上，砝码受重力影响，向吊耳6施加拉力，吊耳6与圆杆5a下端固定连接，可视作整体，即负载杆5受砝码重力牵拉，圆球5b紧压多个滚珠7，滚珠7受力后压迫基座4，基座4与连接块3之间固定连接，可视作整体，连接块3与连接杆2可视作以整体，则圆球5b向滚珠7施力时，即为向连接杆2施力，为标定提供拉力，圆球5b与多个滚珠7配合，接触面小，既降低摩擦力影响，且使圆杆5a始终保持竖直向下。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均-落入本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，其特征在于，包括加载板和加载头，加载板包括圆形的法兰本体（1）和沿圆周方向均匀间隔设置的四个连接杆（2），加载头包括连接块（3）、基座（4）、负载杆（5）、吊耳（6）和多个滚珠（7）；

所述连接块（3）的下端向上成型设有第一凹槽（3a），基座（4）的上端向下成型设有第二凹槽（4a），第二凹槽（4a）的槽底设有向下成型的环形滚珠槽（4b），第二凹槽（4a）的槽底几何中心处还设有过孔（4c），所述负载杆（5）由一段圆杆（5a）和设置于圆杆（5a）一端的圆球（5b）组成；

多个滚珠（7）均滑动设置于环形滚珠槽（4b）内，圆杆（5a）远离圆球（5b）的一端由基座（4）的上端向下穿过过孔（4c），且圆球（5b）与所有滚珠（7）滑动配合，基座（4）设置于连接块（3）的下端，且圆球（5b）位于第一凹槽（3a）内，圆球（5b）与第一凹槽（3a）的侧壁之间具有间隙，连接块（3）的上端与一个连接杆（2）的一端相连，吊耳（6）固定设置于圆杆（5a）远离圆球（5b）的一端。

2.根据权利要求1所述的一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，其特征在于：所述每个连接杆（2）均由套管（2a）和滑杆（2b）组成，套管（2a）内孔为矩形孔，滑杆（2b）为矩形杆，所述套管（2a）一端与法兰本体（1）固定连接，滑杆（2b）套设于套管（2a）并与套管（2a）滑动配合，套管（2a）远离法兰本体（1）的一端设有螺纹连接的顶紧螺栓（8），所述顶紧螺栓（8）一端与滑杆（2b）相抵，连接块（3）的上端与滑杆（2b）远离套管（2a）的一端相连。

3.根据权利要求2所述的一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，其特征在于：所述套管（2a）沿厚度方向的一侧壁上设有贯穿其侧壁的矩形槽（2c），所述套管（2a）上对应矩形槽（2c）的长度边的位置设有刻度（9），所述刻度（9）沿矩形槽（2c）的长度方向设置，且刻度（9）的刻度值大小由矩形槽（2c）靠近法兰本体（1）的一端向远离法兰本体（1）的一端逐渐增大；所述滑杆（2b）沿厚度方向且对应矩形槽（2c）的一侧壁上远离连接块（3）的一端设有箭头标记（2d）。

4.根据权利要求1所述的一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，其特征在于：所述过孔（4c）的孔径为M，所述圆杆（5a）的外径为m，1.5m=M。

5.根据权利要求1所述的一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，其特征在于：所述环形滚珠槽（4b）的沿其环形径向的截面呈V字形。

6.根据权利要求1所述的一种可降低摩擦干扰的六维力传感器标定加载装置，其特征在于：所述环形滚珠槽（4b）的侧壁、圆球（5b）的外表面和每个滚珠（7）的外表面均镜面抛光处理，且多个滚珠（7）上均涂抹有工业用黄油。

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