CN2421630Y - 多维力传感器 - Google Patents

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刘宏
高晓辉
姜力
蔡鹤皋
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Abstract

本实用新型涉及一种多维力传感器,具体地说是一种提高机器人智能化,集成式五维、六维力/力矩传感器,该传感器上部是中空正方形柱,柱的四个侧面贴有应变片,下部由六个矩形弹性体及三个基座组成,六个矩形弹性体上下面贴有应变片。本实用新型可以增加机器人整体系统的感知功能,扩大机器人的应用领域,为机器人手的手指拟人化提供可能。

Description

多维力传感器
本实用新型涉及一种提高机器人智能化的传感器,具体地说是一种集成式五维、六维力/力矩传感器。
多维力/力矩传感器是提高普通商业机器人智能化水平的重要部件。它用来检测机器人操作手与外部环境相互接触或抓取工件时所承受的力和力矩,为机器人的力控制和柔顺性控制提供力感信息,从而完成比较复杂和精细的作业。随着微小型机器人、仿人机器人灵巧手和机器人用于医疗的最小阵疼手术的出现,对多维力/力矩传感器的微型化提出了更高的要求。目前,微型力/力矩传感器的研究得到了国际上的高度重视。由于传感器体积很小,所以对传感器弹性体的优化设计、信号调理电路和模数转换电路、应变片的选择和粘贴、六维信号的解耦等都提出了严峻的挑战。
本实用新型的目的针对现有技术存在的不足,提出一种微型高度集成五维、六维力/力矩传感器,该传感器同时对任意空间三维力矩Mx、My、Mz和三维力Fx、Fy、Fz的测量,它将主要用于第二代仿人机器人灵巧手的指尖,提高整个机器人系统的智能程度。
下面结合附图详细阐述本实用新型原理和结构,本实用新型分上、下两部分:下部分由六个矩形弹性体及三个基座组成,当弹性体发生变形时,三个基座不产生变形,弹性体上、下两面都贴有应变片,当整个传感器受外力作用时,弹性体产生变形,可根据变化值测量Fz、Mx和My,上部是中空正方形柱,正方形薄壁筒受力作用时产生变形,正方形柱的四个侧面贴有应变片,当薄壁筒有微应变时应变片能够测量作用力矩Mx、My、Mz,并结合下部分测量的Mx、My值计算出Fx和Fy。本实用新型由基座、连接体、弹性体和应变片组成,基座1、2、3为圆环形,每两个基座之间分别和两个薄梁弹性体连接,基座和薄梁弹性体相互连接形成圈形,在圈中央有一连接体,连接体三个触脚分别和两个薄梁弹性体连接处相连,在连接体上有一中空正方形柱,在薄梁弹性体上面和下面依次贴有应变片。本实用新型结构是:在基座1、2之间有薄梁弹性体4、5,在基座2、3之间,有薄梁弹性体6、7,在基座3、1之间有薄梁弹性体8、9,基座和薄梁弹性体相互连接,并形成圈形,连接体17有三个触脚分别连接在薄梁弹性体4和5、6和7、8和9之间,弹性体10装在连接体17上,在薄梁弹性体4、5、6、7、8、9上面和下面依次交错贴有应变片11、12、13、14、15、16,在弹性体10的四个侧面贴有应变片18。
本实用新型可以增加机器人整体系统的感知功能,扩大机器人的应用领域,为机器人手的手指拟人化提供可能,并将广泛应用于对尺寸要求且同时测量力/力矩的场合。
图1为本实用新型原理结构图

Claims (2)

1.一种多维力传感器,其特征在于:在基座[1]、[2]之间有薄梁弹性体[4]、[5],在基座[2]、[3]之间,有薄梁弹性体[6]、[7],在基座[3]、[1]之间有薄梁弹性体[8]、[9],基座和薄梁弹性体相互连接,并形成圈形,连接体[17]有三个触脚分别连接在薄梁弹性体[4]和[5]、[6]和[7]、[8]和[9]之间,弹性体[10]装在连接体[17]上,在薄梁弹性体[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]上面和下面依次交错贴有应变片[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16],在弹性体[10]的四个侧面贴有应变片[18]。
2.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于:弹性体[10]为中空正方形柱。
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