NL1039519C2 - SENSOR FOR THE TACTICAL MEASUREMENT OF FORCES AND MOMENTS. - Google Patents
SENSOR FOR THE TACTICAL MEASUREMENT OF FORCES AND MOMENTS. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1039519C2 NL1039519C2 NL1039519A NL1039519A NL1039519C2 NL 1039519 C2 NL1039519 C2 NL 1039519C2 NL 1039519 A NL1039519 A NL 1039519A NL 1039519 A NL1039519 A NL 1039519A NL 1039519 C2 NL1039519 C2 NL 1039519C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- silicon
- parallel spring
- parallel
- holder
- sensor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
- G01B7/008—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
- G01B7/012—Contact-making feeler heads therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
- G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
- G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0057—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to spring-shaped elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
- G01L5/162—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of piezoresistors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
Sensor voor de tactiele meting van krachten en momentenSensor for the tactile measurement of forces and moments
De uitvinding heeft betrekking op een sensor voor de tactiele meting van krachten en/of momenten en/of vervormingen, omvattend 5 een tastelement, parallelveer samenstellen, welke uit enkele veren van silicium gevormd worden, die via afstandsstukken verbonden zijn, en met piëzo-resistieve weerstanden, welke in een volle brug van Wheatstone geschakeld zijn.The invention relates to a sensor for the tactile measurement of forces and / or moments and / or deformations, comprising a sensing element, assembling a parallel spring, which are formed from a few springs of silicon, which are connected via spacers, and with piezo-resistive resistors, which are connected in a full Wheatstone bridge.
10 In de stand der techniek zijn kracht-momenten-sensoren bekend, welke uit metallische vervormingslichamen met erop gelijmde metaalrekstrookjes bestaan. Een zodanige sensor wordt bijvoorbeeld in Kempe: Sensortechnik für Industrieroboter der 2. und 3. Generation, msr 26 (1983), blz. 12-18, beschreven.Force-moment sensors are known in the state of the art, which consist of metallic deformation bodies with metal stretch strips glued thereto. Such a sensor is described, for example, in Kempe: Sensortechnik für Industrieroboter der 2. und 3. Generation, msr 26 (1983), pp. 12-18.
1515
Verder zijn inrichtingen voor de meting van drie krachten bekend. Ook bij deze inrichtingen worden metallische vervormingslichamen met erop gelijmde metaalrekstrookjes gebruikt.Furthermore, devices for the measurement of three forces are known. Metallic deformation bodies with metal stretch strips glued thereto are also used in these devices.
2020
Ook bij een in DE 43 09 082 Al beschreven inrichting voor de driedimensionale krachtmeting worden metallische vervormingslichamen met erop gelijmde rekstrookjes gebruikt.Also with a device for the three-dimensional force measurement described in DE 43 09 082 A1, metallic deformation bodies with strain gauges glued thereto are used.
25 Een verdere inrichting voor de meting van krachten en draaimomenten is in DD 260 851 A3 beschreven. In deze publicatie worden metallische vervormingslichamen zo gecombineerd, dat drie momenten en drie krachten gemeten kunnen worden. Blijkbaar worden daartoe op geschikte punten metallische rekstrookjes 30 gelijmd. Hierbij gaat het om een gecompliceerd mechanisch samenstel met al de nadelen, welke metallische vervormingslichamen met erop gelijmde metallische rekstrookjes bezitten.A further device for the measurement of forces and torques is described in DD 260 851 A3. In this publication, metallic deformation bodies are combined in such a way that three moments and three forces can be measured. Apparently, metallic strain gauges 30 are glued for this purpose at suitable points. This is a complicated mechanical assembly with all the drawbacks which metallic deformation bodies have with metallic strain gauges glued on.
35 Op metallische lichamen gelijmde rekstrookjes bezitten de nadelen, dat de K-factoren van de rekstrookjes zeer klein zijn 1039519 en derhalve de meetgevoeligheid gering is en dat de lijmpunten instabiel zijn.The strain gauges glued to metallic bodies have the disadvantages that the K-factors of the strain gauges are very small and therefore the measurement sensitivity is low and that the glue points are unstable.
22
De publicatie: S. Bütefisch et al: Mikrotaster für die Anwendung 5 in der taktilen Wegmesstechnik, in: tra - Technisches Messen 05/2003, blz. 238 - 243, beschrijft een piëzo-resistieve microtaster, waarbij piëzo-resistieve weerstanden op een siliciummembraan tot bruggen geschakeld zijn. Het membraan is met een taststift voor het aanraken van de meetobjecten 10 verbonden.The publication: S. Bütefisch et al: Mikrotaster für die Anwendung 5 in der taktilen Wegmesstechnik, in: tra - Technisches Messen 05/2003, pp. 238-243, describes a piezo-resistive microtaster, in which piezo-resistive resistors on a silicon membrane until bridges are connected. The membrane is connected to a touch pen for touching the measuring objects 10.
Hoewel met de in het silicium geïntegreerde piëzo-resistieve weerstanden een enorme vooruitgang in vergelijking tot erop gelijmde rekstrookjes bereikt wordt, die zich door zeer hoge K-15 factoren en derhalve grote meetgevoeligheid kenmerkt, bestaan nog de volgende nadelen: 1. De stijfheden in de meetrichtingen zijn verschillend.Although with the piezo-resistive resistors integrated in the silicon a huge advance is achieved compared to strain gauges glued on it, which is characterized by very high K-15 factors and therefore high measuring sensitivity, the following disadvantages still exist: 1. The rigidities in the measuring directions are different.
2. Bij vervorming van de taststift ontstaan aanzienlijke meetfouten.2. Significant measurement errors occur when the stylus is deformed.
20 3. De bevestiging van de taststift en de invloed van de lengte van de taststift veroorzaken meetfouten.3. The attachment of the touch probe and the influence of the length of the touch probe cause measurement errors.
DE 10 2008 037 926 B3 beschrijft een inrichting voor de tactiele meting van driedimensionale krachten, welke de nadelen van de 25 voornoemde inrichtingen overwint. In deze inrichting zijn direct boven het tastelement twee met 90° verplaatste parallelveer samenstellen van silicium met geïntegreerde piëzo-resistieve weerstanden, die steeds in een volle brug van Wheatstone geschakeld zijn, aanwezig. Daarmee kunnen krachten en 30 vervormingen in x- en y-richting gemeten worden. Aan het einde van het tweede parallelveer samenstel van silicium kan een Si-taststift aangebracht worden, wiens doorbuiging echter geen invloed op de meting van de x- en y-krachten bezit. Voor de meting van de krachten en vervormingen in z-richting is een 35 parallelveer samenstel van silicium, ook weer met geïntegreerde 3 piëzo-resistieve weerstanden, dwars ten opzichte van de taststift aangebracht.DE 10 2008 037 926 B3 describes a device for the tactile measurement of three-dimensional forces, which overcomes the disadvantages of the aforementioned devices. In this device, directly above the sensing element, there are two parallel-displaced 90 ° silicon spring assemblies with integrated piezo-resistive resistors, which are always connected in a full Wheatstone bridge. With this, forces and deformations in the x and y directions can be measured. At the end of the second parallel spring assembly of silicon, an Si probe can be provided, whose deflection, however, has no influence on the measurement of the x and y forces. For the measurement of the forces and deformations in the z direction, a parallel spring assembly of silicon, again with integrated piezo-resistive resistors, is arranged transversely with respect to the stylus.
De wezenlijke voordelen van deze inrichting zijn: 5 - hoge K-factoren de parallelveren van silicium kunnen zo gedimensioneerd worden, dat de stijfheden in x-, y-en z-richting gelijk zijn.The essential advantages of this device are: high K factors The parallel springs of silicon can be dimensioned such that the stiffnesses in the x, y and z directions are equal.
de lengte van de taststift heeft geen invloed.the length of the stylus has no influence.
1010
Een gebrek aan de stand der techniek van meetomzetters van silicium met geïntegreerde piëzo-resistieve weerstanden bestaat daarin, dat slechts krachten gemeten kunnen worden en niet extra nog momenten.A lack of the state of the art of measuring transducers of silicon with integrated piezo-resistive resistors consists in that only forces can be measured and not even more moments.
1515
In DE 10 2008 037 926 is een inrichting voor de tactiele meting van driedimensionale krachten beschreven. De inrichting omvat een tastelement, een taststift en veerelementen met in deze geïntegreerde expansiesensoren, waarbij tussen het tastelement 20 en de taststift tenminste twee met 90 graden ten opzichte van elkaar verplaatste parallelveerelementen in serie ten opzichte van en langs de taststift aangebracht zijn. De parallelveerelementen bestaan uit steeds twee parallel aangebrachte siliciumbladveren en tussen deze aangebrachte 25 afstandselementen.DE 10 2008 037 926 describes a device for the tactile measurement of three-dimensional forces. The device comprises a touch element, a touch pin and spring elements with expansion sensors integrated in these, wherein between the touch element 20 and the touch pin at least two parallel spring elements displaced by 90 degrees relative to each other are arranged in series relative to and along the touch pin. The parallel spring elements consist of two silicon leaf springs arranged in parallel and between these arranged spacer elements.
Verder is uit DD 260 851 A3 een inrichting voor de meting van krachten en draaimomenten bekend. Hierbij zijn drie veergeleidingen voor de krachtmeting en drie veerlagers voor de 30 meting van het draaimoment in elkaar geschakeld aangebracht.DD 260 851 A3 also discloses a device for measuring forces and torques. Three spring guides for the force measurement and three spring bearings for the measurement of the torque are arranged in this connection.
Aan de uitvinding ligt derhalve de opgave ten gronde, een sensor te scheppen, die de meting van drie krachten en van drie momenten alsook de meting van vervormingen mogelijk maakt.The object of the invention is therefore to create a sensor which makes it possible to measure three forces and three moments as well as the measurement of distortions.
3535
De opgave wordt volgens de uitvinding door een sensor opgelost, welke de in conclusie 1 aangegeven kenmerken bezit.According to the invention, the object is solved by a sensor which has the features indicated in claim 1.
44
Voordelige uitvoeringen van de uitvinding zijn onderwerp van de 5 afhankelijke conclusies.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
De sensor volgens de uitvinding voor de tactiele meting van drie krachten en drie momenten alsook voor de meting van vervormingen omvat een tastelement en parallelveer samenstellen van silicium 10 met piëzo-resistieve weerstanden, welke in een volle brug van Wheatstone geschakeld zijn. Boven het tastelement bevinden zich twee met 90° ten opzichte van elkaar verplaatste parallel veer samenstellen van silicium met elk vier piëzo-resistieve weerstanden. De parallelveer samenstellen van silicium zijn door 15 middel van afstandsstukken van silicium en een houderelement van silicium verbonden. Loodrecht ten opzichte van deze parallelveer samenstellen van silicium zijn verdere vier parellveren van silicium met piëzo-resistieve weerstanden bevestigd. Boven deze vier parallelveren van silicium zijn loodrecht daartoe vier 20 extra parallelveren van silicium met piëzo-resistieve weerstanden aangebracht. Alle parallelveren van silicium zijn met extra houderelementen van silicium verbonden. De vier extra parallelveren van silicium zijn aan hun einden, die naar het midden wijzen, aan een houderelement van silicium bevestigd, 25 welke gelijktijdig met het frame verbonden is.The sensor according to the invention for the tactile measurement of three forces and three moments as well as for the measurement of deformations comprises a sensor element and parallel spring assemblies of silicon with piezo-resistive resistors, which are connected in a full Wheatstone bridge. Above the sensing element are two silicon spring assemblies that are offset by 90 ° relative to each other and each have four piezo-resistive resistors. The parallel spring assemblies of silicon are connected by means of silicon spacers and a holder element of silicon. Perpendicular to this silicon parallel spring assembly, a further four silicon bead springs with piezo-resistive resistors are attached. Above these four parallel springs of silicon, four additional parallel springs of silicon with piezo-resistive resistors are arranged perpendicularly thereto. All silicon parallel springs are connected to additional silicon holding elements. The four additional parallel springs of silicon are attached at their ends, which point towards the center, to a holder element of silicon, which is simultaneously connected to the frame.
De afstandsstukken en de houderelementen kunnen in plaats van silicium ook uit invar of glas bestaan.The spacers and the holder elements can also consist of invar or glass instead of silicon.
30 De sensor maakt de meting mogelijk van drie krachten en van drie momenten met hoge precisie. De parallelveren van silicium kunnen op eenvoudige wijze zo gedimensioneerd worden, dat zowel de veerstijfheden van de componenten voor de meting van de drie ten opzichte van elkaar loodrecht werkende krachten alsook de 35 weerstandsmomenten van de componenten voor de meting van de drie ten opzichte van elkaar loodrecht werkende momenten gelijk zijn.The sensor allows the measurement of three forces and three moments with high precision. The parallel springs of silicon can be dimensioned in a simple manner such that both the spring stiffnesses of the components for the measurement of the three forces perpendicular to each other and also the moments of resistance of the components for the measurement of the three perpendicular to each other working moments are equal.
55
Een verder voordeel van de uitvinding bestaat daarin, dat de piëzo-resistieve weerstanden een K-factor (gevoeligheidsfactor) van ca. 80 bezitten en door dotering in het silicium 5 geïntegreerd zijn. Derhalve vallen de nadelen weg, die bij erop gelijmde rekstrookjes optreden, die bovendien slechts een K-factor van ca. 2 bezitten.A further advantage of the invention is that the piezo-resistive resistors have a K-factor (sensitivity factor) of approximately 80 and are integrated into the silicon 5 by doping. Therefore, the disadvantages that occur with strain gauges glued onto it are eliminated, which moreover have only a K-factor of about 2.
Een verder voordeel van de sensor bestaat daarin, dat de lengte 10 van de taststift geen invloed op de afbuiging van de silicium parallelveer samenstellen van silicium heeft.A further advantage of the sensor is that the length of the touch probe has no influence on the deflection of the silicon parallel spring assemblies of silicon.
Uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding worden hierna aan de hand van tekeningen nader verklaard. Daarin tonen: 15Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Show in it: 15
Figuur 1 een perspectivische voorstelling van de kracht-momenten-sensor,Figure 1 is a perspective representation of the force-moment sensor,
Figuur 2 een bovenaanzicht op de kracht-momenten-sensor, 20Figure 2 shows a top view of the force moment sensor, 20
Figuur 3 een lengte doorsnede A-A dor de kracht-momenten sensor enFigure 3 shows a longitudinal section A-A through the force-moments sensor and
Figuur 4 een doorsnede B-B voor de voorstelling van een 25 houderelement van silicium en de parallelveer samenstellen van silicium.Figure 4 shows a section B-B for the representation of a holder element of silicon and the parallel spring assembly of silicon.
Met elkaar overeenkomende onderdelen zijn in alle figuren van dezelfde referentietekens voorzien.Corresponding components are provided with the same reference marks in all figures.
3030
De in figuur 1 voorgestelde kracht-momenten-sensor 1 voor de tactiele meting van de krachten Fx, Fy, Fz, de momenten Mx, My, Mz en voor de meting van de vervormingen bevat een tastelement 12; de afstandselementen van silicium 10, 11; de houderelementen van 35 silicium 2, 3; de parallelveer samenstellen van silicium 4.1, 6 4.2, 4.3, 4.4, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 6, 7 en de piëzo-resistieve weerstanden 8.The force moment sensor 1 shown in Figure 1 for the tactile measurement of the forces Fx, Fy, Fz, the moments Mx, My, Mz and for the measurement of the deformations comprises a sensing element 12; the spacer elements of silicon 10, 11; the holder elements of silicon 2, 3; assemble the parallel spring of silicon 4.1, 6 4.2, 4.3, 4.4, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 6, 7 and the piezo-resistive resistors 8.
De parallelveer samenstellen van silicium 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 5 5.1, 5.2, 5.4, 6 en 7 worden uit steeds parallel ten opzichte van elkaar aangebrachte bladveerelementen van silicium gevormd, waarbij elk parallelveer samenstel van silicium tenminste een bladveerelement van silicium met vier in een volle brug van Wheatstone geschakelde piëzoresistieve weerstanden 8 bevat.The parallel spring assemblies of silicon 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 5 5.1, 5.2, 5.4, 6 and 7 are formed from silicon leaf spring elements arranged in parallel with each other, each parallel spring assembly of silicon having at least one silicon leaf spring element with four contains piezo-resistive resistors 8 connected in a full Wheatstone bridge.
1010
De aan het tastelement 12 grijpende krachten Fx, Fy, Fz en momenten Mx, My, Mz kunnen me de voorgestelde kracht-momenten-sensor gemeten worden, waarbij de parallelveer samenstellen van silicium zo gedimensioneerd kunnen worden, dat steeds de 15 veerstij f heden voor de meting van de krachten en de weerstandsmomenten voor de meting van de momenten gelijk zijn.The forces Fx, Fy, Fz and moments Mx, My, Mz engaging the sensing element 12 can be measured with the proposed force-moment sensor, wherein the parallel spring assemblies of silicon can be dimensioned such that the spring rates for the measurement of the forces and the moments of resistance for the measurement of the moments are equal.
De parallelveer samenstellen van silicium 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 worden door middel van de aan het tweede houderelement van 20 silicium 3 aangebrachte deelhouderelementen van silicium 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 en het derde houderelement van silicium 2 vastgehouden. De parallelveer samenstellen van silicium 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 zijn door middel van het tweede houderelement van silicium 3 en het eerste houderelement van silicium 9 bevestigd.Assembling the parallel spring of silicon 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 are retained by means of the sub-holder elements of silicon 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 and the third holder element of silicon 2 arranged on the second holder element of silicon 3. The parallel spring assemblies of silicon 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 are attached by means of the second holder element of silicon 3 and the first holder element of silicon 9.
25 Het tweede parallel veersamenstel van silicium 7 wordt door middel van het eerste houderelement van silicium 9 en het eerste afstandselement van silicium 10 vastgehouden zoals in figuur 3 voorgesteld. De bevestiging van het eerste parallelveer samenstel van silicium 6 vindt plaats door middel van het eerste 30 afstandselement van silicium 10 en het tweede afstandselement van silicium 11.The second parallel spring assembly of silicon 7 is held by means of the first holder element of silicon 9 and the first spacer element of silicon 10 as represented in figure 3. The attachment of the first parallel spring assembly of silicon 6 takes place by means of the first spacer element of silicon 10 and the second spacer element of silicon 11.
In plaats van silicium kunnen de afstandelementen 10, 11 alsook de houderelementen 2, 3 en 9 ook uit invar of glas bestaan.Instead of silicon, the spacer elements 10, 11 as well as the holder elements 2, 3 and 9 can also consist of invar or glass.
35 735 7
De krachtwerkingen in x-richting kunnen met behulp van het parallelveersamenstel van silicium 6 en de krachtwerkingen in y-richting met behulp van het parallelveer samenstel van silicium 7 gemeten worden. Zoals in de figuren 1 en 3 voorgesteld, kunnen 5 door middel van de parallelveer samenstellen van silicium 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 de krachten in z-richting vastgelegd worden.The force effects in the x-direction can be measured with the aid of the parallel spring assembly of silicon 6 and the force effects in the y-direction with the aid of the parallel spring assembly of silicon 7. As represented in figures 1 and 3, the forces in z direction can be determined by means of the parallel spring assembling of silicon 5.1, 5.2, 5.3, 5.4.
Het moment Mx wordt door de parallelveer samenstellen van silicium 5.1 en 5.4 en het moment My door middel van 10 parallelveer samenstellen van silicium 5.2 en 5.3 vastgelegd. De parallelveer samenstellen van silicium 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 zijn ook uit figuur 2 zichtbaar. De werking van de parallelveer samenstellen van silicium 5.2 en 5.3 blijkt ook uit figuur 3.The moment Mx is determined by the parallel spring assembling of silicon 5.1 and 5.4 and the moment My by means of parallel spring assembling of silicon 5.2 and 5.3. The parallel spring assemblies of silicon 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 are also visible from Figure 2. The operation of the parallel spring assemblies of silicon 5.2 and 5.3 is also shown in figure 3.
15 De meting van het moment Mz vindt plaats met behulp van de parallelveer samenstellen van silicium 4.1, 4.2, 4.3 en 4.5.The measurement of the moment Mz takes place with the aid of the parallel spring assemblies of silicon 4.1, 4.2, 4.3 and 4.5.
Deze samenstellen zijn in de figuren 1 en 2 voorgesteld. Figuur 3 toont de parallelveer samenstellen van silicium 4.3 en 4.4.These assemblies are shown in Figures 1 and 2. Figure 3 shows the parallel spring assemblies of silicon 4.3 and 4.4.
20 Figuur 2 toont het bovenaanzicht op de in figuur 1 voorgestelde kracht-momenten-sensor 1. De parallelveer samenstellen van silicium 4.1, 4.2, 4.3 en 4.4. zijn aan de deelhouderelementen van silicium 3.1, 3.2, 3.3. en 3.4 alsook aan het houderelement van silicium 2 bevestigd. De parallelveer samenstellen van 25 silicium 5.1, 5.2, 5.3 en 5.4 worden aan het houderelement van silicium 3 en zoals in figuur 3 getoond aan het eerste houderelement van silicium 9 vastgehouden.Figure 2 shows the plan view of the force-moment sensor 1 shown in Figure 1. Assembling the parallel spring of silicon 4.1, 4.2, 4.3 and 4.4. are attached to the part holder elements of silicon 3.1, 3.2, 3.3. and 3.4 as well as attached to the silicon 2 holding element. The parallel spring assemblies of silicon 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4 are held on the holder element of silicon 3 and as shown in figure 3 on the first holder element of silicon 9.
Figuur 3 toont de doorsnede A-A door het in figuur 2 30 voorgestelde samenstel. Voorgesteld zijn de parallelveer samenstellen van silicium 4.3, 4.4., 5.2, 5.3, 6, de houderelementen 2, 3, 9 alsook de afstandselementen van silicium 10 en 11. De kracht-momenten-sensor 1 is door middel van het derde houderelement van silicium 2 aan het frame 13 bevestigd.Figure 3 shows the section A-A through the assembly represented in Figure 2. It has been proposed to assemble the parallel spring of silicon 4.3, 4.4., 5.2, 5.3, 6, the holder elements 2, 3, 9 as well as the spacer elements of silicon 10 and 11. The force moment sensor 1 is made of silicon by means of the third holder element 2 attached to the frame 13.
35 835 8
In figuur 4 is de doorsnede B-B door figuur 3 voorgesteld en toont het tweede houderelement van silicium 3 met de doorgesneden deelhouderelementen van silicium 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 alsook de bevestiging van de parallelveer samenstellen van 5 silicium 5.1, 5.2, 5.3 en 5.4 aan het tweede houderelement 3.In Figure 4, the cross-section BB is represented by Figure 3 and the second holder element of silicon 3 with the cut-through part holder elements of silicon 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 as well as the attachment of the parallel spring shows assemblies of silicon 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4 the second holder element 3.
10 15 20 25 30 35 910 15 20 25 30 35 9
Lijst van refertentietekens 1 Sensor 2 derde houderelement 5 3 tweede houderelement 3.1 eerste deelhouderelement 3.2 tweede deelhouderelement 3.3 derde deelhouderelement 3.4 vierde deelhouderelement 10 4.1 derde parallelveer samenstel 4.2 vierde parallelveer samenstel 4.3 vijfde parallelveer samenstel 4.4 zesde parallelveer samenstel 5.1 zevende parallelveer samenstel 15 5.2 achtste parallelveer samenstel 5.3 negende parallelveer samenstel 5.4 tiende parallelveer samenstel 6 eerste parallelveer samenstel 7 tweede parallelveer samenstel 20 8 piëzo-resistieve weerstanden 9 eerste houderelement 10 eerste afstandselement 11 tweede afstandselement 12 tastelement 25 13 frameList of reference marks 1 Sensor 2 third holder element 5 3 second holder element 3.1 first part holder element 3.2 second part holder element 3.3 third part holder element 3.4 fourth part holder element 10 4.1 third parallel spring assembly 4.2 fourth parallel spring assembly 4.3 fifth parallel spring assembly 4.4 sixth parallel spring assembly 5.1 seventh parallel spring assembly 15 5.2 eighth parallel spring assembly 5.3 ninth parallel spring assembly 5.4 tenth parallel spring assembly 6 first parallel spring assembly 7 second parallel spring assembly 20 8 piezo-resistive resistors 9 first holder element 10 first spacer element 11 second spacer element 12 touch element 25 13 frame
Fx kracht in x-richting Fy kracht in y-richting Fz kracht in z-richting Mx moment om x-as 30 My moment om y-asFx force in x direction Fy force in y direction Fz force in z direction Mx moment around x-axis 30 My moment around y-axis
Mz moment om z-as 35 1 0 3 9 5 1 9Mz moment about z-axis 35 1 0 3 9 5 1 9
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011007350 | 2011-04-14 | ||
| DE102011007350A DE102011007350B4 (en) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Sensor for the tactile measurement of forces and moments |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1039519A NL1039519A (en) | 2012-10-16 |
| NL1039519C2 true NL1039519C2 (en) | 2013-09-03 |
Family
ID=46147632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1039519A NL1039519C2 (en) | 2011-04-14 | 2012-04-04 | SENSOR FOR THE TACTICAL MEASUREMENT OF FORCES AND MOMENTS. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102011007350B4 (en) |
| NL (1) | NL1039519C2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012219203B3 (en) * | 2012-10-22 | 2013-11-14 | SIOS Meßtechnik GmbH | Device for force- or displacement measurement, has two meander arrangements connected to each other by coupling piece to form parallel spring arrangement, where each meander arrangement has neutral silicon springs and active silicon springs |
| DE102014219280B3 (en) * | 2014-09-24 | 2015-11-26 | SIOS Meßtechnik GmbH | Device for positioning and measuring of measuring objects |
| JP6586860B2 (en) * | 2015-02-25 | 2019-10-09 | 日本精工株式会社 | Force sensor |
| CN108748749A (en) * | 2018-05-31 | 2018-11-06 | 青岛高测科技股份有限公司 | A kind of crystal silicon hilted broadsword shear |
| CN111854662B (en) * | 2020-07-16 | 2021-05-28 | 西安交通大学 | Single-piezoelectric parallel synchronous driving variable-stiffness measuring head |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD260851A3 (en) * | 1986-09-04 | 1988-10-12 | Ilmenau Tech Hochschule | DEVICE FOR MEASURING VEHICLES AND TORQUE |
| JPH0614011A (en) | 1992-06-25 | 1994-01-21 | Matsushita Electric Works Ltd | Diversity reception antenna switching system |
| DE4309082A1 (en) * | 1993-03-20 | 1994-09-22 | Pietzsch Automatisierungstech | Measuring device for measuring the shape of cylinders |
| DE102008037926B3 (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-04 | SIOS Meßtechnik GmbH | Device for tactile measurement of three-dimensional forces, has touch element, tracer pin and parallel spring-elements with strain sensors, where parallel spring-element is arranged transverse to tracer pin |
-
2011
- 2011-04-14 DE DE102011007350A patent/DE102011007350B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-04-04 NL NL1039519A patent/NL1039519C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102011007350B4 (en) | 2013-04-11 |
| NL1039519A (en) | 2012-10-16 |
| DE102011007350A1 (en) | 2012-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1039519C2 (en) | SENSOR FOR THE TACTICAL MEASUREMENT OF FORCES AND MOMENTS. | |
| Kang et al. | Shape optimization of a mechanically decoupled six-axis force/torque sensor | |
| Amarasinghe et al. | Development of miniaturized 6-axis accelerometer utilizing piezoresistive sensing elements | |
| KR101335432B1 (en) | Force-torque sensor, force-torque sensor frame and force-torque measuring method | |
| Shams et al. | Compact and lightweight optical torque sensor for robots with increased range | |
| CN201083760Y (en) | Three axis integrated piezoresistance type acceleration sensor | |
| CN101118250B (en) | Silicon MEMS piezoresistance type acceleration sensor | |
| US20070089536A1 (en) | Strain gauge type sensor and strain gauge type sensor unit using the same | |
| KR101481784B1 (en) | 6-component Loadcell | |
| Diddens et al. | Design of a ring-shaped three-axis micro force/torque sensor | |
| KR101542971B1 (en) | Piezoresistive sensor | |
| NL1037143C (en) | DEVICE FOR THE TACTICAL MEASUREMENT OF THREE-DIMENSIONAL FORCES. | |
| KR100413807B1 (en) | Parallel type 6-axis force-moment measuring device | |
| Tang et al. | MEMS inclinometer based on a novel piezoresistor structure | |
| Jia et al. | Modeling and characterization of a novel in-plane dual-axis MEMS accelerometer based on self-support piezoresistive beam | |
| NL1037855C2 (en) | DEVICE FOR THE MEASUREMENT OF POWER COMPONENTS. | |
| Sun et al. | Design and optimization of a novel six-axis force/torque sensor with good isotropy and high sensitivity | |
| Grech et al. | A Quasi-Concertina force-displacement MEMS probe for measuring biomechanical properties | |
| Huang et al. | Design of a Novel Six-Axis Force/Torque Sensor based on Optical Fibre Sensing for Robotic Applications. | |
| KR101455307B1 (en) | Divided sensing part 6-components load-cell | |
| Li et al. | Design and characterization of a miniature three-axial MEMS force sensor | |
| Lei et al. | A 3D micro tactile sensor for dimensional metrology of micro structure with nanometer precision | |
| Sindhanaiselvi et al. | Performance analysis of sculptured diaphragm for low pressure MEMS sensors | |
| Zhao et al. | Design and development of a highly performant 3-d flexible microforce sensor for miniature biomedical applications | |
| Yan et al. | An improved structural design for accelerometers based on cantilever beam‐mass structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20190501 |