專利名稱：多維力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多維カ傳感器。
背景技術(shù)：
多維カ傳感器廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備、醫(yī)療器械、體育器材等領(lǐng)域中，如風(fēng)洞試驗(yàn)中的六分力天平、汽車道路試驗(yàn)中的六維車輪カ傳感器、汽車碰撞試驗(yàn)中的模擬人多維カ傳感器等等。根據(jù)解耦方法的不同，多維カ傳感器可分為結(jié)構(gòu)解耦型多維カ傳感器和算法解耦型多維カ傳感器兩種。多維カ傳感器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于弾性體的設(shè)計(jì)、應(yīng)變計(jì)的貼片和組橋方法。結(jié)構(gòu)解耦是指傳感器的弾性體和貼片方法已經(jīng)消除了軸間耦合，傳感器的輸出信號(hào)即為有用的工程力信號(hào)。算法解耦是指傳感器的輸出信號(hào)之間耦合較大，無法和工程力信號(hào)直接相對應(yīng)，必須通過特定的算法對輸出信號(hào)進(jìn)行解耦才能獲得有用的工程力信號(hào)。不管是結(jié)構(gòu)解耦還是算法解耦，エ業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域均要求多維カ傳感器具有過載保護(hù)功能，以適應(yīng)復(fù)雜エ況的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提出一種多維カ傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便。本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，包括弾性體；
所述弾性體包括上臺(tái)、下臺(tái)和至少三個(gè)測カ柱；所述測カ柱的橫截面呈矩形面；所述測カ柱設(shè)置在所述上臺(tái)和所述下臺(tái)之間；所述測カ柱的上端連接所述上臺(tái)，下端連接所述下臺(tái)；
所述測カ柱包括前壁面、后壁面、左壁面和右壁面；其中，前壁面和后壁面是兩個(gè)相對的壁面，左壁面和右壁面是兩個(gè)相對的壁面；
所述多維カ傳感器還包括至少四個(gè)應(yīng)變計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)貼在所述測カ柱的壁面上，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；其中，至少兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼放在測カ柱的同一壁面的中部，分別沿縱向和橫向貼放，用于同時(shí)測量測力柱的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變；至少兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼放在測カ柱的同一壁面的中部，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于同時(shí)測量測力柱的正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述測カ柱的其中ー個(gè)壁面的中部貼有至少四個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、 正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。在又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述上臺(tái)的下端延伸出N個(gè)上凸臺(tái)，所述下臺(tái)的上端延伸出N個(gè)下凸臺(tái)；所述N個(gè)上凸臺(tái)和所述N個(gè)下凸臺(tái)在結(jié)構(gòu)上一一對應(yīng)地相互耦合，且在相耦合的位置處留有間隙；當(dāng)所述上臺(tái)和下臺(tái)產(chǎn)生相對位移而使得部分間隙消失后，所述上凸臺(tái)和所述下凸臺(tái)接觸在一起，二者相互限位；N大于或等于3。本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，包括弾性體和多個(gè)應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)貼在弾性
4體的測カ柱上，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。當(dāng)多維カ傳感器受カ時(shí)，測カ柱產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變計(jì)將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。本多維カ傳感器結(jié)構(gòu)簡單緊湊、裝配方便，既可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)解耦，也可以實(shí)現(xiàn)算法解耦，能夠測量加載到傳感器上的力或カ矩信號(hào)的值。此外，多維カ傳感器上設(shè)有相互耦合的上凸臺(tái)和下凸臺(tái)，具有過載保護(hù)的作用，避免傳感器受損壞，能夠滿足惡劣復(fù)雜的エ況要求。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明提供的無墊片的多維カ傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明提供的有墊片的多維カ傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明提供的多維カ傳感器的主視圖4是圖3所示的多維カ傳感器的測カ柱的局部放大圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明實(shí)施例一提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖7是本發(fā)明實(shí)施例ニ提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖8是本發(fā)明實(shí)施例三提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖9是本發(fā)明實(shí)施例三提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖10是本發(fā)明實(shí)施例四提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖11是本發(fā)明實(shí)施例四提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖12是本發(fā)明實(shí)施例五提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖13是本發(fā)明實(shí)施例五提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖14是本發(fā)明實(shí)施例六提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖15是本發(fā)明實(shí)施例六提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖16是本發(fā)明實(shí)施例七提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖17是本發(fā)明實(shí)施例七提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖18是本發(fā)明實(shí)施例八提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖19是本發(fā)明實(shí)施例八提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，包括弾性體；弾性體包括上臺(tái)、下臺(tái)和至少三個(gè)測カ柱；所述測カ柱的橫截面呈矩形面；所述測カ柱設(shè)置在上臺(tái)和下臺(tái)之間；所述測カ 柱的上端連接上臺(tái)，下端連接下臺(tái)；所述測カ柱包括前壁面、后壁面、左壁面和右壁面；其中，前壁面和后壁面是兩個(gè)相対的壁面，左壁面和右壁面是兩個(gè)相対的壁面；所述多維カ傳感器還包括至少四個(gè)應(yīng)變計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)貼在所述測カ柱的壁面上，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；其中，至少兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼放在測カ柱的同一壁面的中部，分別沿縱向和橫向貼放，用于同時(shí)測量測力柱的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變；至少兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼放在測カ柱的同一壁面的中部，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于同時(shí)測量測力柱的正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。應(yīng)變計(jì)的組橋方式采用全橋或半橋。下面結(jié)合圖I至圖4，對多維力傳感器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述測カ柱的其中ー個(gè)壁面的中部貼有至少四個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、 正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；
其中，“正45°方向”是指與橫向成正45°的方向,“負(fù)45°方向”是指與橫向成負(fù)45° 的方向。參見圖1，是本發(fā)明提供的無墊片的多維カ傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，多維カ傳感器的弾性體I包括上臺(tái)2、下臺(tái)3和至少三個(gè)測カ柱4。上臺(tái)2和下臺(tái)3之間通過測カ柱4連接，即測カ柱4設(shè)置在上臺(tái)2和下臺(tái)3之間，測カ柱4的上端連接上臺(tái)2，測カ柱4的下端連接下臺(tái)3。上臺(tái)2的下端延伸出N個(gè)上凸臺(tái)5，下臺(tái)3的上端延伸出N個(gè)下凸臺(tái)6 ; N個(gè)上凸臺(tái)5和N個(gè)下凸臺(tái)6在結(jié)構(gòu)上一一對應(yīng)地相互耦合，且在相耦合的位置處留有間隙7。當(dāng)所述上臺(tái)和下臺(tái)產(chǎn)生相對位移而使得部分間隙消失后，所述上凸臺(tái)和所述下凸臺(tái)接觸在一起，二者相互限位。其中，N大于或等于3。在一個(gè)實(shí)施方式中，在上凸臺(tái)5和下凸臺(tái)6相耦合的位置處的間隙7中，不插置墊片。如圖I所示，是無墊片的多維カ傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。在另ー個(gè)實(shí)施方式中，參見圖2，是有墊片的多維カ傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。在上凸臺(tái)5和下凸臺(tái)6相耦合的位置處的間隙7中，插置有墊片10。參見圖3，是本發(fā)明提供的多維カ傳感器的主視圖。如圖3所示，在測カ柱4和上臺(tái)2的連接處的上方，上臺(tái)2設(shè)有槽8 ;在測カ柱4和下臺(tái)3的連接處的下方，下臺(tái)3設(shè)有槽9。參見圖4，是圖3所示的多維カ傳感器的測カ柱的局部放大圖。測カ柱4的壁面上(如圖3所示I位置)貼有至少ー個(gè)應(yīng)變計(jì)。例如,如圖4所示， 測カ柱4的壁面上貼有應(yīng)變花11。其中，應(yīng)變花是ー種具有兩個(gè)或兩個(gè)以上敏感柵的電阻應(yīng)變計(jì)。具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)變花11可由多個(gè)應(yīng)變計(jì)Rn來代替。本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，在弾性體I上設(shè)置相互耦合的上凸臺(tái)5和下凸臺(tái)6，且上凸臺(tái)5和下凸臺(tái)6相耦合的位置處留有間隙7，作用如下當(dāng)多維カ傳感器受力或カ矩時(shí)，弾性體I的上臺(tái)2和下臺(tái)3之間產(chǎn)生相對位移，上凸臺(tái)5和下凸臺(tái)6之間的部分間隙7變小。當(dāng)加載カ或力矩超過一定的值時(shí)，上凸臺(tái)5和下凸臺(tái)6之間的部分間隙7消失，兩者接觸在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護(hù)的功能，保護(hù)測カ柱4上的應(yīng)變計(jì)不受損壞。本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，在上臺(tái)2設(shè)有槽8，在下臺(tái)3設(shè)有槽9，作用如下在上臺(tái)2和下臺(tái)3開槽，用于減小弾性體的剛度。當(dāng)加載カ或カ矩超過額定載荷時(shí)，槽8和槽9能夠使得上臺(tái)2和下臺(tái)3之間的相對位移更大，確保在上凸臺(tái)5和下凸臺(tái)6接觸在一起，測カ柱4上的應(yīng)變計(jì)不受損壞。優(yōu)選的，如圖2所示，上臺(tái)2和下臺(tái)3為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。至少三個(gè)測カ柱4分布在上臺(tái)2和下臺(tái)3的外圍，連接上臺(tái)2和下臺(tái)3。具體實(shí)施吋，多個(gè)測カ柱4可以是均勻分布，也可以非均勻分布。優(yōu)選的，測カ柱4的橫截面為矩形，測カ柱包括前壁面、后壁面、左壁面和右壁面； 其中，前壁面是面向彈性體外側(cè)的一面，后壁面是面向彈性體中軸線的一面，左壁面和右壁面位于測カ柱4的兩側(cè)。而且，前壁面和后壁面是兩個(gè)相対的壁面，左壁面和右壁面是兩個(gè)相対的壁面。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例僅以上臺(tái)2和下臺(tái)3為圓環(huán)形進(jìn)行說明，上臺(tái)2、下臺(tái) 3還可以采用其他結(jié)構(gòu)，例如，上臺(tái)2和下臺(tái)3還可以是四方形、六方形、八方形等等。上臺(tái) 2和下臺(tái)3的結(jié)構(gòu)可以相同也可以不同，二者可平行也可不平行；上臺(tái)2和下臺(tái)3可以有孔也可以無孔。多維カ傳感器的上凸臺(tái)、下凸臺(tái)、墊片、上臺(tái)的槽和下臺(tái)的槽為過載保護(hù)結(jié)構(gòu)，形狀任意。只要滿足上凸臺(tái)和下凸臺(tái)在結(jié)構(gòu)上相互耦合，在過載時(shí)上凸臺(tái)和下凸臺(tái)可以互相限位即可。如果在具體實(shí)施當(dāng)中不需要過載保護(hù)功能，那么多維カ傳感器可以不設(shè)置過載保護(hù)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、裝配方便，既可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)解耦，也可以實(shí)現(xiàn)算法解耦。此外，具有過載保護(hù)的作用，能夠滿足惡劣復(fù)雜的エ況要求。下面結(jié)合圖5 圖19，對本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的貼放方法及組橋方式進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖5，是本發(fā)明實(shí)施例一提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例一提供的多維カ傳感器，測カ柱的其中ー個(gè)壁面上貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)；四個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量縱向應(yīng)變、 橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。如圖5所示，多維カ傳感器包括三個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b和測カ柱 4c。每個(gè)測力柱的前壁面上貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖5所示的應(yīng)變計(jì)R11、應(yīng)變計(jì)R13、應(yīng)變計(jì)R14和應(yīng)變計(jì)R12 ；
測カ柱4b的前壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖5所示的有應(yīng)變計(jì)R21、應(yīng)變計(jì)R23、應(yīng)變計(jì)R24和應(yīng)變計(jì)R22 ；
測カ柱4c的前壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖5所示的應(yīng)變計(jì)R31、應(yīng)變計(jì)R33、應(yīng)變計(jì)R34和應(yīng)變計(jì)R32。具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上的分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的四個(gè)應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可以不疊放在一起。而且上述的四個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。參見圖6，是本發(fā)明實(shí)施例一提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意本發(fā)明實(shí)施例一提供的多維カ傳感器，在應(yīng)變計(jì)橋路設(shè)計(jì)中加入電阻Ra和Rb，且電阻
Ra和電阻Rb在測カ柱受カ時(shí)阻值不變化。如圖6所示，本實(shí)施例一所采用的應(yīng)變計(jì)橋路連接方式，形成6個(gè)通道的信號(hào)輸出，分別為信號(hào)011、012、013、014、015、016。具體如下 Rll、R13、Ra、Rb組成圖6所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R1UR13的阻值變化分別為A Rll、A Rl3，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)CHl。R12、R14、Ra、Rb組成圖6所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R12、R14的阻值變化分別為A R12、A R14，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)CH2。R31、R33、Ra、Rb組成圖6所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R31、R33的阻值變化分別為A R31、A R33，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)CH3。R32、R34、Ra、Rb組成圖6所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R32、R34的阻值變化分別為A R32、A R34，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)CH4。R21、R23、Ra、Rb組成圖6所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R21、R23的阻值變化分別為A R21、A R23，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)CH5。R22、R24、Ra、Rb組成圖6所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R22、R24的阻值變化分別為A R22、A R24，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)CH6。得到多維カ傳感器的6個(gè)通道的輸出CH1、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6之后，通過矩陣運(yùn)算進(jìn)行解耦，能夠獲得加載到傳感器上的力或カ矩信號(hào)的值。本實(shí)施例通過如下矩陣運(yùn)算進(jìn)行解耦[F] = [C] [CH];其中矩陣包含力信號(hào)？乂、？￥』2，和カ矩信號(hào)1 、1^^2 ;其中，力信號(hào)FX是指圖5所示的X軸方向的力信號(hào)，信號(hào)FY是指圖5所示的Y軸方向的力信號(hào)，信號(hào)FZ是指圖5所示的 Z軸方向(用右手定則確定)的力信號(hào)。信號(hào)MX是指圖5所示的X軸方向的カ矩信號(hào)，信號(hào) MY是指圖5所示的Y軸方向的カ矩信號(hào)，信號(hào)MZ是指圖5所示的Z軸方向的カ矩信號(hào)。[C]矩陣為系數(shù)矩陣，來源于傳感器標(biāo)定。具體實(shí)施時(shí)，通過標(biāo)定設(shè)備給多維カ傳感器施加特定的已知的力或カ矩，記錄傳感器各個(gè)通道的輸出信號(hào)，得到傳感器輸出信號(hào)和已知的力、カ矩信號(hào)的關(guān)系，從而就能得到矩陣系數(shù)[C]；矩陣為多維カ傳感器輸出信號(hào)矩陣。需要說明的是，對矩陣運(yùn)算系數(shù)[C]以及[F] = [C] [CH]的計(jì)算，可以通過微處理器實(shí)現(xiàn)，或者在傳感器內(nèi)部添加特定的電路來實(shí)現(xiàn)。參見圖7，是本發(fā)明實(shí)施例ニ提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例ニ提供的多維カ傳感器，測カ柱的其中兩個(gè)相対的壁面上各貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中ー個(gè)壁面的應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量正45° 剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；另外ー個(gè)壁面上的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向和橫向貼放，用于測量縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變。如圖7所示，多維カ傳感器包括三個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b和測カ柱 4c。每個(gè)測力柱上均貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)Rll和應(yīng)變計(jì)R13，Rll和R13分別沿縱向和橫向貼放；測力柱4a的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R12和應(yīng)變計(jì)R14，R14和R12分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；
測カ柱4b的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R21和應(yīng)變計(jì)R23，R21和R23分別沿縱向和橫向貼放；測力柱4b的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R22和應(yīng)變計(jì)R24，R24和R22分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；測カ柱4c的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R31和應(yīng)變計(jì)R33，R31和R33分別沿縱向和橫向貼放；測力柱4c的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R32和應(yīng)變計(jì)R34，R34和R32分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放。具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上的應(yīng)變計(jì)可以疊放在一起，也可不疊放在一起。 上述的貼放在測カ柱的同一壁面上的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。本發(fā)明實(shí)施例ニ提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接及解耦原理，與上述實(shí)施例一相同，在此不再詳細(xì)說明。參見圖8，是本發(fā)明實(shí)施例三提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例三提供的多維カ傳感器，測カ柱的其中兩個(gè)相対的壁面上均貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；測カ柱的另外兩個(gè)相對的壁面上均貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向和橫向貼放，用于測量縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變。如圖8所示，多維カ傳感器包括三個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b和測カ柱 4c。每個(gè)測力柱上均貼有八個(gè)應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R14和應(yīng)變計(jì)R12，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；測力柱4a的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R18和應(yīng)變計(jì)R16，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；測力柱4a的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)Rll和應(yīng)變計(jì)R13，R11和R13分別沿縱向和橫向貼放；測力柱4a的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)Rl5和應(yīng)變計(jì)Rl7，Rl5和Rl7分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4b的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R24和應(yīng)變計(jì)R22，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；測力柱4b的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R28和應(yīng)變計(jì)R26，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；測力柱4b的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R21和應(yīng)變計(jì)R23，R21和R23分別沿縱向和橫向貼放；測力柱4b的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R25和應(yīng)變計(jì)R27，R25和R27分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4c的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R34和應(yīng)變計(jì)R32，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；測力柱4c的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R38和應(yīng)變計(jì)R36，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；測力柱4c的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R31和應(yīng)變計(jì)R33，R31和R33分別沿縱向和橫向貼放；測力柱4c的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R35和應(yīng)變計(jì)R37，R35和R37分別沿縱向和橫向貼放。具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上的分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可不疊放在一起；測力柱的同一壁面上的分別沿縱向和橫向貼放的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可不疊放在一起。上述的貼放在測カ柱的同一壁面上的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。參見圖9，是本發(fā)明實(shí)施例三提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖。本發(fā)明實(shí)施例三提供的多維カ傳感器所采用的應(yīng)變計(jì)橋路連接方式，形成6個(gè)通道的信號(hào)輸出，分別為信號(hào)CH1、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6。具體如下
R11、R13、R15、R17組成圖9所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R11、R13、R15、R17 的阻值變化分別為A R11、A R13、A R15、A Rl7，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)CHl。R12、R14、R16、R18組成圖9所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R12、R14、R16、
9R18的阻值變化分別為A R12、A R14、A R16、A R18，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) CH2。R31、R33、R35、R37組成圖9所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R31、R33、R35、 R37的阻值變化分別為A R31、A R33、A R35、A R37，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) CH3。R32、R34、R36、R38組成圖9所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R32、R34、R36、 R38的阻值變化分別為A R32、A R34、A R36、A R38，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) CH4。R21、R23、R25、R27組成圖9所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R21、R23、R25、 R27的阻值變化分別為A R21、A R23、A R25、A R27，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) CH5。R22、R24、R26、R28組成圖9所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R22、R24、R26、 R28的阻值變化分別為A R22、A R24、A R26、A R28，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) CH6。得到多維カ傳感器的6個(gè)通道的輸出CH1、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6之后，通過矩陣
運(yùn)算進(jìn)行解耦，能夠獲得加載到傳感器上的力或カ矩信號(hào)的值。解耦原理與上述實(shí)施例一相同，在此不再詳細(xì)說明。參見圖10，是本發(fā)明實(shí)施例四提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例四提供的多維カ傳感器，測カ柱的其中兩個(gè)相対的壁面上均貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)；四個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。如圖10所示，多維カ傳感器包括四個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b、測カ柱 4c和測カ柱4d。每個(gè)測力柱的前壁面和后壁面上，均貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)町1、應(yīng)變計(jì)1 13、應(yīng)變計(jì)1 14和應(yīng)變計(jì)1 12 ；
測カ柱4a的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)R15、應(yīng)變計(jì)R17、應(yīng)變計(jì)R18和應(yīng)變計(jì)R16 ；
測カ柱4b的前壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)R21、應(yīng)變計(jì)R23、應(yīng)變計(jì)R24和應(yīng)變計(jì)R22 ；
測カ柱4b的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)R25、應(yīng)變計(jì)R27、應(yīng)變計(jì)R28和應(yīng)變計(jì)R26 ；
測カ柱4c的前壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)R31、應(yīng)變計(jì)R33、應(yīng)變計(jì)R34和應(yīng)變計(jì)R32 ；
測カ柱4c的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)R35、應(yīng)變計(jì)R37、應(yīng)變計(jì)R38和應(yīng)變計(jì)R36 ；
測カ柱4d的前壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)R41、應(yīng)變計(jì)R43、應(yīng)變計(jì)R44和應(yīng)變計(jì)R42 ；
測カ柱4d的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖10所示的應(yīng)變計(jì)R45、應(yīng)變計(jì)R47、應(yīng)變計(jì)R48和應(yīng)變計(jì)R46。
具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上的分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的四個(gè)應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可以不疊放在一起。而且上述的四個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。參見圖11，是本發(fā)明實(shí)施例四提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖。本發(fā)明實(shí)施例四提供的多維カ傳感器所采用的應(yīng)變計(jì)橋路連接方式，能夠形成3 個(gè)カ信號(hào)FX、FY、FZ,以及3個(gè)カ矩信號(hào)MX、MY、MZ。具體如下
R26、R28、R46、R48組成圖11所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R26、R28、R46、 R48的阻值變化分別為A R26、A R28、A R46、A R48，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) FX。其中，信號(hào)FX是指圖10所示的X軸方向的力信號(hào)。R16、R18、R36、R38組成圖11所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R16、R18、 R36、R38的阻值變化分別為A R16、A R18、A R36、A R38，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FY。其中，信號(hào)FY是指圖10所示的Y軸方向的力信號(hào)。R15、R17、R25、R27、R35、R37、R45、R47組成圖11所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R15、R17、R25、R27、R35、R37、R45、R47 的阻值變化分別為 A R15、A R17、A R25、 A R27、R35、A R37、A R45、A R47，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FZ。其中，信號(hào)FZ 是指圖10所示的Z軸方向(用右手定則確定)的力信號(hào)。R21、R23、R41、R43組成圖11所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R21、R23、 R41、R43的阻值變化分別為A R21、A R23、A R41、A R43，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MX。其中，信號(hào)MX是指圖10所示的X軸方向的カ矩信號(hào)。Rll、R13、R31、R33組成圖11所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，Rll、R13、 R31、R33的阻值變化分別為A Rll、A R13、A R31、A R33，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MY。其中，信號(hào)MY是指圖10所示的Y軸方向的カ矩信號(hào)。R12、R14、R22、R24、R32、R34、R42、R44組成圖11所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R12、R14、R22、R24、R32、R34、R42、R44 的阻值變化分別為 A R12、A R14、A R22、 A R24、A R32、A R34、A R42、A R44，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MZ。其中，信號(hào) MZ是指圖10所示的Z軸方向的カ矩信號(hào)。需要說明的是，本實(shí)施例四中提供了 FX、FY、FZ、MX、MY和MZ六軸信號(hào)的獲得方法。 具體實(shí)施時(shí)，可減少其中ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)的橋路應(yīng)變計(jì)，從而獲得少于六軸的信號(hào)輸出。參見圖12，是本發(fā)明實(shí)施例五提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例五提供的多維カ傳感器，測カ柱的其中兩個(gè)相対的壁面上均貼有五個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的四個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，用于測量縱向應(yīng)變。如圖12所示，多維カ傳感器包括四個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b、測カ柱 4c和測カ柱4d。每個(gè)測力柱的前壁面和后壁面上，均貼有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R11、應(yīng)變計(jì)R13、應(yīng)變計(jì)R14和應(yīng)變計(jì)R12 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R19 ；
測カ柱4a的后壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R15、應(yīng)變計(jì)R17、應(yīng)變計(jì)R18和應(yīng)變計(jì)R16 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)RlO ；
測カ柱4b的前壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R21、應(yīng)變計(jì)R23、應(yīng)變計(jì)R24和應(yīng)變計(jì)R22 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R29 ；
測カ柱4b的后壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R25、應(yīng)變計(jì)R27、應(yīng)變計(jì)R28和應(yīng)變計(jì)R26 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R20 ；
測カ柱4c的前壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R31、應(yīng)變計(jì)R33、應(yīng)變計(jì)R34和應(yīng)變計(jì)R32 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R39 ；
測カ柱4c的后壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R35、應(yīng)變計(jì)R37、應(yīng)變計(jì)R38和應(yīng)變計(jì)R36 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R30 ；
測カ柱4d的前壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R41、應(yīng)變計(jì)R43、應(yīng)變計(jì)R44和應(yīng)變計(jì)R42 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R49 ；
測カ柱4d的后壁面上具有五個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R45、應(yīng)變計(jì)R47、應(yīng)變計(jì)R48和應(yīng)變計(jì)R46 ;另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖12所示的應(yīng)變計(jì)R40。具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上的分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的五個(gè)應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可以不疊放在一起。此外，放在測カ柱的同一壁面上的多個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。參見圖13，是本發(fā)明實(shí)施例五提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖。本發(fā)明實(shí)施例五提供的多維カ傳感器所采用的應(yīng)變計(jì)橋路連接方式，能夠形成3 個(gè)カ信號(hào)FX、FY、FZ,以及3個(gè)カ矩信號(hào)輸出MX、MY、MZ。具體如下
R26、R28、R46、R48組成圖13示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R26、R28、R46、R48 的阻值變化分別為A R26、A R28、A R46、A R48，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FX。R16、R18、R36、R38組成圖13示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R16、R18、R36、 R38的阻值變化分別為A R16、A R18、A R36、A R38，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) FY。RU、R13、R15、R17、R21、R23、R25、R27、R31、R33、R35、R37、R41、R43、R45、R47 組成圖13示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，RU、R13、R15、R17、R21、R23、R25、R27、R31、 R33、R35、R37、R41、R43、R45、R47 的阻值變化分別為A Rll、A R13、A R15、A R17、A R21、 A R23、A R25、A R27、A R31、A R33、A R35、A R37、A R41、A R43、A R45、A R47，將應(yīng)變
轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FZ。R20、R29、R40、R49組成圖13示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R20、R29、R40、 R49的阻值變化分別為A R20、A R29、A R40、A R49，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) MX。
R10、R19、R30、R39組成圖13示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，RIO、R19、R30、 R39的阻值變化分別為A R10、A R19、A R30、A R39，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) MY。R12、R14、R22、R24、R32、R34、R42、R44組成圖13示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變 W,R12,R14,R22,R24,R32,R34,R42,R44 的阻值變化分別為 A R12、A R14、A R22、A R24、 R32、A R34、A R42、A R44，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MZ。需要說明的是，本實(shí)施例五中提供了 FX、FY、FZ、MX、MY和MZ六軸信號(hào)的獲得方法。 具體實(shí)施時(shí)，可減少其中ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)的橋路應(yīng)變計(jì)，從而獲得少于六軸的信號(hào)輸出。參見圖14，是本發(fā)明實(shí)施例六提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例六提供的多維カ傳感器，測カ柱的其中兩個(gè)相対的壁面上均貼有三個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；另外的ー個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，用于測量縱向應(yīng)變；
測カ柱的另外兩個(gè)相對的壁面上均貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向和橫向貼放，用于測量縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變。如圖14所示，多維カ傳感器包括四個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b、測カ柱 4c和測カ柱4d。每個(gè)測力柱的四個(gè)壁面上均貼有應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R12、應(yīng)變計(jì)R14和應(yīng)變計(jì)R19 ;其中，R14和R12分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；R19沿縱向貼放；
測カ柱4a的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R16、應(yīng)變計(jì)R18和應(yīng)變計(jì)RlO ;其中，R18和R16分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；RlO沿縱向貼放；
測カ柱4a的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)Rll和應(yīng)變計(jì)R13，Rll和R13分別沿縱向和橫向貼
放；
測カ柱4a的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R15和應(yīng)變計(jì)R17，R15和R17分別沿縱向和橫向貼
放；
測カ柱4b的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R22、應(yīng)變計(jì)R24和應(yīng)變計(jì)R29 ;其中，R24和R22分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；R29沿縱向貼放；
測カ柱4b的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R26、應(yīng)變計(jì)R28和應(yīng)變計(jì)R20 ;其中，R28和R26分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；R20沿縱向貼放；
測カ柱4b的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R21和應(yīng)變計(jì)R23，R21和R23分別沿縱向和橫向貼
放；
測カ柱4b的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R25和應(yīng)變計(jì)R27，R25和R27分別沿縱向和橫向貼
放；
測カ柱4c的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R32、應(yīng)變計(jì)R34和應(yīng)變計(jì)R39 ;其中，R34和R32分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；R39沿縱向貼放；
測カ柱4c的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R36、應(yīng)變計(jì)R38和應(yīng)變計(jì)R30 ;其中，R38和R36分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；R30沿縱向貼放；
測カ柱4c的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R31和應(yīng)變計(jì)R33，R31和R33分別沿縱向和橫向貼
放；
測カ柱4c的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R35和應(yīng)變計(jì)R37，R35和R37分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4d的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R42、應(yīng)變計(jì)R44和應(yīng)變計(jì)R49 ;其中，R44和R42分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；R49沿縱向貼放；
測カ柱4d的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R46、應(yīng)變計(jì)R48和應(yīng)變計(jì)R40 ;其中，R48和R46分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；R40沿縱向貼放；
測カ柱4d的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R41和應(yīng)變計(jì)R43，R41和R43分別沿縱向和橫向貼
放；
測カ柱4d的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R45和應(yīng)變計(jì)R47，R45和R47分別沿縱向和橫向貼放。具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上貼放的應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可不疊放在一起；上述的貼放在測カ柱的同一壁面上的兩個(gè)或三個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。參見圖15，是本發(fā)明實(shí)施例六提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖。本發(fā)明實(shí)施例六提供的多維カ傳感器所采用的應(yīng)變計(jì)橋路連接方式，能夠形成3 個(gè)カ信號(hào)FX、FY、FZ,以及3個(gè)カ矩信號(hào)輸出MX、MY、MZ。具體如下
R26、R28、R46、R48組成圖15所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R26、R28、R46、R48 的阻值變化分別為A R26、A R28、A R46、A R48，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FX。R16、R18、R36、R38組成圖15所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R16、R18、 R36、R38的阻值變化分別為A R16、A R18、A R36、A R38，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FY。R11、R13、R15、R17、R21、R23、R25、R27、R31、R33、R35、R37、R41、R43、R45、R47 組成圖15所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，RU、R13、R15、R17、R21、R23、R25、R27、R31、 R33、R35、R37、R41、R43、R45、R47 的阻值變化分別為A Rll、A R13、A R15、A R17、A R21、 A R23、A R25、A R27、A R31、A R33、A R35、A R37、A R41、A R43、A R45、A R47，將應(yīng)變
轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FZ。R20、R29、R40、R49組成圖15所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R20、R29、 R40、R49的阻值變化分別為A R20、A R29、A R40、A R49，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得
信號(hào)MX。RIO、R19、R30、R39組成圖15所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，RIO, R19、 R30、R39的阻值變化分別為A RIO, A R19、A R30、A R39，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得
信號(hào)MY。R12、R14、R22、R24、R32、R34、R42、R44組成圖15所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R12、R14、R22、R24、R32、R34、R42、R44 的阻值變化分別為 A R12、A R14、A R22、 A R24、R32、A R34、A R42、A R44，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MZ。需要說明的是，本實(shí)施例六中提供了 FX、FY、FZ、MX、MY和MZ六軸信號(hào)的獲得方法。 具體實(shí)施時(shí)，可減少其中ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)的橋路應(yīng)變計(jì)，從而獲得少于六軸的信號(hào)輸出。參見圖16，是本發(fā)明實(shí)施例七提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例七提供的多維カ傳感器，測カ柱的其中兩個(gè)相対的壁面上均貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼在所述測カ柱的上部位置和下部位置，用于測量所述測カ柱的上部位置和下部位置的縱向應(yīng)變；另外的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼在所述測カ柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放，用于測量所述測カ柱的中部位置的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變；
在所述測カ柱的另外兩個(gè)相對的壁面中，其中ー個(gè)壁面上貼有五個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的三個(gè)應(yīng)變計(jì)均沿縱向貼放，呈上、中、下排列，用于測量所述測カ柱的上部位置、中部位置和下部位置的縱向應(yīng)變；另外的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼在所述測カ柱的中部位置，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量所述中部位置的正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；所述測カ 柱的另外ー個(gè)壁面上沿縱向貼有三個(gè)應(yīng)變計(jì)，呈上、中、下排列，用于測量所述測カ柱的上部位置、中部位置和下部位置的縱向應(yīng)變。如圖16所示，多維カ傳感器包括四個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b、測カ柱 4c和測カ柱4d。每個(gè)測力柱的四個(gè)壁面上均貼有應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)RlOl、應(yīng)變計(jì)R102、應(yīng)變計(jì)R103、應(yīng)變計(jì)R104和應(yīng)變計(jì)R105 ;其中，R101、R102和R105沿縱向貼放，呈上、中、下排列；R104和R103貼在測力柱的中部位置，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；
測カ柱4a的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)Rl 10、應(yīng)變計(jì)R107和應(yīng)變計(jì)R106，三個(gè)應(yīng)變計(jì)呈上、 中、下排列；
測カ柱4a的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R111、應(yīng)變計(jì)R112、應(yīng)變計(jì)R113和應(yīng)變計(jì)R114 ;其中，R114和Rlll沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R112和R113貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4a的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R115、應(yīng)變計(jì)R116、應(yīng)變計(jì)R117和應(yīng)變計(jì)R118 ;其中，R118和R115沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R116和R117貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4b的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R201、應(yīng)變計(jì)R202、應(yīng)變計(jì)R203、應(yīng)變計(jì)R204和應(yīng)變計(jì)R205 ;其中，R205、R202和R201沿縱向貼放，呈上、中、下排列；R204和R203貼在測力柱的中部位置，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；
測カ柱4b的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R210、應(yīng)變計(jì)R207和應(yīng)變計(jì)R206，三個(gè)應(yīng)變計(jì)呈上、 中、下排列；
測カ柱4b的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R211、應(yīng)變計(jì)R212、應(yīng)變計(jì)R213和應(yīng)變計(jì)R214 ;其中，R214和R211沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R212和R213貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4b的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R215、應(yīng)變計(jì)R216、應(yīng)變計(jì)R217和應(yīng)變計(jì)R218 ;其中，R218和R215沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R216和R217貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4c的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R301、應(yīng)變計(jì)R302、應(yīng)變計(jì)R303、應(yīng)變計(jì)R304和應(yīng)變計(jì)R305 ;其中，R305、R302和R301沿縱向貼放，呈上、中、下排列；R304和R303貼在測力柱的中部位置，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；
測カ柱4c的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R310、應(yīng)變計(jì)R307和應(yīng)變計(jì)R306，三個(gè)應(yīng)變計(jì)呈上、 中、下排列；
測カ柱4c的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R311、應(yīng)變計(jì)R312、應(yīng)變計(jì)R313和應(yīng)變計(jì)R314 ;其中，R314和R311沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R312和R313貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放；
15測カ柱4c的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R315、應(yīng)變計(jì)R316、應(yīng)變計(jì)R317和應(yīng)變計(jì)R318 ;其中，R318和R315沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R316和R317貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4d的前壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R401、應(yīng)變計(jì)R402、應(yīng)變計(jì)R403、應(yīng)變計(jì)R404和應(yīng)變計(jì)R405 ;其中，R405、R402和R401沿縱向貼放，呈上、中、下排列；R404和R403貼在測力柱的中部位置，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放；
測カ柱4d的后壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R410、應(yīng)變計(jì)R407和應(yīng)變計(jì)R406，三個(gè)應(yīng)變計(jì)呈上、 中、下排列；
測カ柱4d的左壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R411、應(yīng)變計(jì)R412、應(yīng)變計(jì)R413和應(yīng)變計(jì)R414 ;其中，R414和R411沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R412和R413貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放；
測カ柱4d的右壁面上貼有應(yīng)變計(jì)R415、應(yīng)變計(jì)R416、應(yīng)變計(jì)R417和應(yīng)變計(jì)R418 ;其中，R418和R415沿縱向貼在測カ柱的上部位置和下部位置；R416和R417貼在測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放。具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放的兩個(gè), 可以疊放在一起，也可不疊放在一起；測力柱的同一壁面上的分別沿縱向和橫向貼放的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可不疊放在一起。上述的貼放在測カ柱的同一壁面上的多個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。參見圖17，是本發(fā)明實(shí)施例七提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖。本發(fā)明實(shí)施例七提供的多維カ傳感器所采用的應(yīng)變計(jì)橋路連接方式，能夠形成3 個(gè)カ信號(hào)FX、FY、FZ,以及3個(gè)カ矩信號(hào)輸出MX、MY、MZ。具體如下
R105、R106、R214、R215、R301、R310、R411、R418、R101、R110、R211、R218、R305、R306、 R414、R415組成圖17所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R105、R106、R214、R215、 R301、R310、R411、R418、RlOU R110、R211、R218、R305、R306、R414、R415 的阻值變化分別為 A R105、A R106、A R214、A R215、A R301、A R310、A R411、A R418、A R101、A R110、 A R211、A R218、A R305、A R306、A R414、A R415，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) FX。R114、R115、R201、R210、R311、R318、R405、R406、RllU R118、R205、R206、R314、 R315、R410、R401組成圖17所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R114、R115、R201、R210、 R311、R318、R405、R406、RllU Rl 18、R205、R206、R314、R315、R410、R401 的阻值變化分別為A R114、A R115、A R201、A R210、A R311、A R318、A R405、A R406、A Rill、A R118、 A R205、A R206、A R314、A R315、A R410、A R401，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) FY。R113、R117、R213、R217、R313、R317、R413、R417、R112、R116、R212、R216、R312、 R316、R412、R416組成圖17所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R113、R117、R213、R217、 R313、R317、R413、R417、R112、R116、R212、R216、R312、R316、R412、R416 的阻值變化分別為 A R113、A R117、A R213、A R217、A R313、A R317、A R413、A R417、A R112、A R116、 A R212、A R216、A R312、A R316、A R412、A R416，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào) FZ。
R202、R207、R402、R407組成圖17所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R202、 R207、R402、R407的阻值變化分別為A R202、A R207、A R402、A R407，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信
號(hào)，從而獲得信號(hào)MX。R102、R107、R302、R307組成圖17所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R102、 R107、R302、R307的阻值變化分別為A R102、A R107、A R302、A R307，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信
號(hào)，從而獲得信號(hào)MY。R103、R104、R203、R204、R303、R304、R403、R404 組成圖 17 所示的橋路，當(dāng)彈性體受力產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R103、R104、R203、R204、R303、R304、R403、R404 的阻值變化分別為 A R103、 A R104、A R203、A R204、A R303、A R304、A R403、A R404，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲
得信號(hào)MZ。需要說明的是，本實(shí)施例七中提供了 FX、FY、FZ、MX、MY和MZ六軸信號(hào)的獲得方法。 具體實(shí)施時(shí)，可減少其中ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)的橋路應(yīng)變計(jì)，從而獲得少于六軸的信號(hào)輸出。參見圖18，是本發(fā)明實(shí)施例八提供的多維カ傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實(shí)施例八提供的多維カ傳感器，在測カ柱的兩個(gè)相対的壁面中，其中ー個(gè)壁面上貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，所述四個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；
另ー個(gè)壁面上貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，用于測量縱向應(yīng)變；另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45° 剪切應(yīng)變。如圖18所示，多維カ傳感器包括四個(gè)測カ柱，分別為測力柱4a、測カ柱4b、測カ柱 4c和測カ柱4d。每個(gè)測力柱的前壁面和后壁面上，均貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，具體如下
測カ柱4a的前壁面上具有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)Rll和應(yīng)變計(jì)R13 ;另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向、負(fù)45°方向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R14和應(yīng)變計(jì)R12 ；
測カ柱4a的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R15、應(yīng)變計(jì)R17、應(yīng)變計(jì)R18和應(yīng)變計(jì)R16 ；
測カ柱4b的前壁面上具有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R21和應(yīng)變計(jì)R23 ;另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向、負(fù)45°方向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R24和應(yīng)變計(jì)R22 ；
測カ柱4b的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R25、應(yīng)變計(jì)R27、應(yīng)變計(jì)R28和應(yīng)變計(jì)R26 ；
測カ柱4c的前壁面上具有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R31和應(yīng)變計(jì)R33 ;另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向、負(fù)45°方向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R34和應(yīng)變計(jì)R32 ；
測カ柱4c的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R35、應(yīng)變計(jì)R37、應(yīng)變計(jì)R38和應(yīng)變計(jì)R36 ；
測カ柱4d的前壁面上具有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R41和應(yīng)變計(jì)R43 ;另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向、負(fù)45°方向貼放，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R44和應(yīng)變計(jì)R42 ；測カ柱4d的后壁面上具有四個(gè)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放的應(yīng)變計(jì)，如圖18所示的應(yīng)變計(jì)R45、應(yīng)變計(jì)R47、應(yīng)變計(jì)R48和應(yīng)變計(jì)R46。具體實(shí)施時(shí)，測カ柱的同一壁面上貼放的四個(gè)應(yīng)變計(jì)，可以疊放在一起，也可不疊放在一起。上述的貼放在測カ柱的同一壁面上的多個(gè)應(yīng)變計(jì)，可采用應(yīng)變花代替。參見圖19，是本發(fā)明實(shí)施例八提供的多維カ傳感器的應(yīng)變計(jì)的橋路連接示意圖。本發(fā)明實(shí)施例八提供的多維カ傳感器所采用的應(yīng)變計(jì)橋路連接方式，能夠形成3 個(gè)カ信號(hào)FX、FY、FZ,以及3個(gè)カ矩信號(hào)輸出MX、MY、MZ。具體如下
R26、R28、R46、R48組成圖19所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R26、R28、R46、R48 的阻值變化分別為A R26、A R28、A R46、A R48，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FX。R16、R18、R36、R38組成圖19所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R16、R18、 R36、R38的阻值變化分別為A R16、A R18、A R36、A R38，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FY。R15、R17、R25、R27、R35、R37、R45、R47組成圖19所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R15、R17、R25、R27、R35、R37、R45、R47 的阻值變化分別為 A R15、A R17、A R25、 A R27、R35、A R37、A R45、A R47，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)FZ。R21、R23、R41、R43組成圖19所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R21、R23、 R41、R43的阻值變化分別為A R21、A R23、A R41、A R43，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MX。Rll、R13、R31、R33組成圖19所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，Rll、R13、 R31、R33的阻值變化分別為A Rll、A R13、A R31、A R33，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MY。R12、R14、R22、R24、R32、R34、R42、R44組成圖19所示的橋路，當(dāng)弾性體受カ產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，R12、R14、R22、R24、R32、R34、R42、R44 的阻值變化分別為 A R12、A R14、A R22、 A R24、A R32、A R34、A R42、A R44，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，從而獲得信號(hào)MZ。需要說明的是，本實(shí)施例八中提供了 FX、FY、FZ、MX、MY和MZ六軸信號(hào)的獲得方法。 具體實(shí)施時(shí)，可減少其中ー個(gè)或多個(gè)信號(hào)的橋路應(yīng)變計(jì)，從而獲得少于六軸的信號(hào)輸出。本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，具體如下有益效果
(I)、本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器包括弾性體和應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)貼在弾性體的測力柱上。當(dāng)多維カ傳感器受カ時(shí)，測カ柱產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變計(jì)將應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。本多維カ傳感器結(jié)構(gòu)簡單緊湊、裝配方便，既可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)解耦，也可以實(shí)現(xiàn)算法解耦，能夠測量加載到傳感器上的力或カ矩信號(hào)的值。(2)、本發(fā)明實(shí)施例提供的多維カ傳感器，設(shè)有相互耦合的上凸臺(tái)和下凸臺(tái)，具有過載保護(hù)的作用，避免傳感器受損壞，能夠滿足惡劣復(fù)雜的エ況要求。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種多維力傳感器，其特征在于，包括彈性體；所述彈性體包括上臺(tái)、下臺(tái)和至少三個(gè)測力柱；所述測力柱的橫截面呈矩形面；所述測力柱設(shè)置在所述上臺(tái)和所述下臺(tái)之間；所述測力柱的上端連接所述上臺(tái)，下端連接所述下臺(tái)；所述測力柱包括前壁面、后壁面、左壁面和右壁面；其中，前壁面和后壁面是兩個(gè)相對的壁面，左壁面和右壁面是兩個(gè)相對的壁面；所述多維力傳感器還包括至少四個(gè)應(yīng)變計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)貼在所述測力柱的壁面上，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；其中，至少兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼放在測力柱的同一壁面的中部，分別沿縱向和橫向貼放，用于同時(shí)測量測力柱的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變；至少兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼放在測力柱的同一壁面的中部，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于同時(shí)測量測力柱的正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。
2.如權(quán)利要求I所述的多維力傳感器，其特征在于，所述測力柱的其中一個(gè)壁面的中部貼有至少四個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。
3.如權(quán)利要求2所述的多維力傳感器，其特征在于，所述測力柱的其中兩個(gè)相對的壁面上均貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)；四個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45 °剪切應(yīng)變和負(fù)45 °剪切應(yīng)變。
4.如權(quán)利要求2所述的多維力傳感器，其特征在于，所述測力柱的其中兩個(gè)相對的壁面上均貼有五個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的四個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，用于測量縱向應(yīng)變。
5.如權(quán)利要求2所述的多維力傳感器，其特征在于，在所述測力柱的兩個(gè)相對的壁面中，其中一個(gè)壁面上貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，所述四個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿縱向、橫向、正45°方向、負(fù) 45°方向貼放，分別用于測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；另一個(gè)壁面上貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)，其中兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，用于測量縱向應(yīng)變；另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向、負(fù)45°方向貼放，分別用于測量正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45° 剪切應(yīng)變。
6.如權(quán)利要求I所述的多維力傳感器，其特征在于，所述測力柱的其中兩個(gè)相對的壁面上均貼有三個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；另外的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼放，用于測量縱向應(yīng)變；所述測力柱的另外兩個(gè)相對的壁面上均貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向和橫向貼放，用于測量縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變。
7.如權(quán)利要求I所述的多維力傳感器，其特征在于，所述測力柱的其中兩個(gè)相對的壁面上均貼有四個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)沿縱向貼在所述測力柱的上部位置和下部位置，用于測量所述測力柱的上部位置和下部位置的縱向應(yīng)變；另外的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼在所述測力柱的中部位置，分別沿縱向和橫向貼放，用于測量所述測力柱的中部位置的縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變；在所述測力柱的另外兩個(gè)相對的壁面中，其中一個(gè)壁面上貼有五個(gè)應(yīng)變計(jì)；其中的三個(gè)應(yīng)變計(jì)均沿縱向貼放，呈上、中、下排列，用于測量所述測力柱的上部位置、中部位置和下部位置的縱向應(yīng)變；另外的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)貼在所述測力柱的中部位置，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量所述中部位置的正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；所述測力柱的另外一個(gè)壁面上沿縱向貼有三個(gè)應(yīng)變計(jì)，呈上、中、下排列，用于測量所述測力柱的上部位置、中部位置和下部位置的縱向應(yīng)變。
8.如權(quán)利要求I所述的多維力傳感器，其特征在于，所述測力柱的其中兩個(gè)相對的壁面上均貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；所述測力柱的另外兩個(gè)相對的壁面上均貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向和橫向貼放，用于測量縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變。
9.如權(quán)利要求I所述的多維力傳感器，其特征在于，所述測力柱的一個(gè)壁面上貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿正45°方向和負(fù)45°方向貼放，用于測量正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變；另外一個(gè)與之相對的壁面上貼有兩個(gè)應(yīng)變計(jì)，分別沿縱向和橫向貼放，用于測量縱向應(yīng)變和橫向應(yīng)變。
10.如權(quán)利要求I所述的多維力傳感器，其特征在于，所述上臺(tái)的下端延伸出N個(gè)上凸臺(tái)，所述下臺(tái)的上端延伸出N個(gè)下凸臺(tái)；所述N個(gè)上凸臺(tái)和所述N個(gè)下凸臺(tái)在結(jié)構(gòu)上一一對應(yīng)地相互耦合，且在相耦合的位置處留有間隙；當(dāng)所述上臺(tái)和下臺(tái)產(chǎn)生相對位移而使得部分間隙消失后，所述上凸臺(tái)和所述下凸臺(tái)接觸在一起，二者相互限位；N大于或等于3。
11.如權(quán)利要求10所述的多維力傳感器，其特征在于，在所述上凸臺(tái)和所述下凸臺(tái)相耦合的位置處的間隙中，插置有墊片。
12.如權(quán)利要求I所述的多維力傳感器，其特征在于，在所述測力柱和所述上臺(tái)的連接處的上方，所述上臺(tái)設(shè)有槽；在所述測力柱和所述下臺(tái)的連接處的下方，所述下臺(tái)設(shè)有槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多維力傳感器，包括彈性體；所述彈性體包括上臺(tái)、下臺(tái)和至少三個(gè)測力柱；所述測力柱的橫截面呈矩形面；所述測力柱設(shè)置在所述上臺(tái)和所述下臺(tái)之間；所述測力柱的上端連接所述上臺(tái)，下端連接所述下臺(tái)；所述測力柱包括前壁面、后壁面、左壁面和右壁面；其中，前壁面和后壁面是兩個(gè)相對的壁面，左壁面和右壁面是兩個(gè)相對的壁面；所述多維力傳感器還包括至少四個(gè)應(yīng)變計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)貼在所述測力柱的壁面上，用于同時(shí)測量縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變、正45°剪切應(yīng)變和負(fù)45°剪切應(yīng)變。本發(fā)明提供的多維力傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便。
文檔編號(hào)G01L1/22GK102589765SQ201210071488
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者黃約 申請人:南寧宇立汽車安全技術(shù)研發(fā)有限公司