專利名稱：多維力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種提高機器人智能化的傳感器，具體地說是一種集成式五維、六維力/力矩傳感器。
多維力/力矩傳感器是提高普通商業(yè)機器人智能化水平的重要部件。它用來檢測機器人操作手與外部環(huán)境相互接觸或抓取工件時所承受的力和力矩，為機器人的力控制和柔順性控制提供力感信息，從而完成比較復(fù)雜和精細(xì)的作業(yè)。隨著微小型機器人、仿人機器人靈巧手和機器人用于醫(yī)療的最小陣疼手術(shù)的出現(xiàn)，對多維力/力矩傳感器的微型化提出了更高的要求。目前，微型力/力矩傳感器的研究得到了國際上的高度重視。由于傳感器體積很小，所以對傳感器彈性體的優(yōu)化設(shè)計、信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、應(yīng)變片的選擇和粘貼、六維信號的解耦等都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
本實用新型的目的針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種微型高度集成五維、六維力/力矩傳感器，該傳感器同時對任意空間三維力矩Mx、My、Mz和三維力Fx、Fy、Fz的測量，它將主要用于第二代仿人機器人靈巧手的指尖，提高整個機器人系統(tǒng)的智能程度。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實用新型原理和結(jié)構(gòu)，本實用新型分上、下兩部分下部分由六個矩形彈性體及三個基座組成，當(dāng)彈性體發(fā)生變形時，三個基座不產(chǎn)生變形，彈性體上、下兩面都貼有應(yīng)變片，當(dāng)整個傳感器受外力作用時，彈性體產(chǎn)生變形，可根據(jù)變化值測量Fz、Mx和My，上部是中空正方形柱，正方形薄壁筒受力作用時產(chǎn)生變形，正方形柱的四個側(cè)面貼有應(yīng)變片，當(dāng)薄壁筒有微應(yīng)變時應(yīng)變片能夠測量作用力矩Mx、My、Mz，并結(jié)合下部分測量的Mx、My值計算出Fx和Fy。本實用新型由基座、連接體、彈性體和應(yīng)變片組成，基座1、2、3為圓環(huán)形，每兩個基座之間分別和兩個薄梁彈性體連接，基座和薄梁彈性體相互連接形成圈形，在圈中央有一連接體，連接體三個觸腳分別和兩個薄梁彈性體連接處相連，在連接體上有一中空正方形柱，在薄梁彈性體上面和下面依次貼有應(yīng)變片。本實用新型結(jié)構(gòu)是在基座1、2之間有薄梁彈性體4、5，在基座2、3之間，有薄梁彈性體6、7，在基座3、1之間有薄梁彈性體8、9，基座和薄梁彈性體相互連接，并形成圈形，連接體17有三個觸腳分別連接在薄梁彈性體4和5、6和7、8和9之間，彈性體10裝在連接體17上，在薄梁彈性體4、5、6、7、8、9上面和下面依次交錯貼有應(yīng)變片11、12、13、14、15、16，在彈性體10的四個側(cè)面貼有應(yīng)變片18。
本實用新型可以增加機器人整體系統(tǒng)的感知功能，擴大機器人的應(yīng)用領(lǐng)域，為機器人手的手指擬人化提供可能，并將廣泛應(yīng)用于對尺寸要求且同時測量力/力矩的場合。


圖1為本實用新型原理結(jié)構(gòu)圖
權(quán)利要求1.一種多維力傳感器，其特征在于在基座[1]、[2]之間有薄梁彈性體[4]、[5]，在基座[2]、[3]之間，有薄梁彈性體[6]、[7]，在基座[3]、[1]之間有薄梁彈性體[8]、[9]，基座和薄梁彈性體相互連接，并形成圈形，連接體[17]有三個觸腳分別連接在薄梁彈性體[4]和[5]、[6]和[7]、[8]和[9]之間，彈性體[10]裝在連接體[17]上，在薄梁彈性體[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]上面和下面依次交錯貼有應(yīng)變片[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]，在彈性體[10]的四個側(cè)面貼有應(yīng)變片[18]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于彈性體[10]為中空正方形柱。
專利摘要本實用新型涉及一種多維力傳感器,具體地說是一種提高機器人智能化,集成式五維、六維力/力矩傳感器,該傳感器上部是中空正方形柱,柱的四個側(cè)面貼有應(yīng)變片,下部由六個矩形彈性體及三個基座組成,六個矩形彈性體上下面貼有應(yīng)變片。本實用新型可以增加機器人整體系統(tǒng)的感知功能,擴大機器人的應(yīng)用領(lǐng)域,為機器人手的手指擬人化提供可能。
文檔編號G01D5/12GK2421630SQ0023696
公開日2001年2月28日 申請日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月2日
發(fā)明者劉宏, 高曉輝, 姜力, 蔡鶴皋 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)