一种解耦型六维力检测装置的制造方法
[0030]【具体实施方式】二:结合图6-图8说明，本实施方式的每个所述应变片10为箔式电阻应变片。如此设置，测量范围广，产品稳定性好，灵敏度高，可测量多种力学信号。其它与【具体实施方式】一相同。
[0031]【具体实施方式】三:结合图6-图8说明，本实施方式的每个所述应变片10为应变片传感器。如此设置，测量范围广，产品稳定性好，灵敏度高，可测量多种力学信号。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0032]【具体实施方式】四:结合图5说明，本实施方式的弯曲弹性板13-1的弯曲段为圆弧形段。如此设置，圆弧形弯曲弹性板具有较大的弹性变形，有利于作用力的检测。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0033]【具体实施方式】四:结合图5说明，本实施方式的方形框架12为矩形框架，两个第一悬臂梁1和两个第二悬臂梁3靠近方形框架12的宽框设置。如此设置，满足行走机器人六维力检测的需要。其它与【具体实施方式】二相同。
[0034]工作原理:载物台2及六维力转接板4与六维力传感检测器相连，六维力传感检测器又和六维力转接板4相连进而使整个装置固定在地面上，加载力时，力一部分通过连接载物台与六维力转接板的9个螺钉间接地传到六维力检测装置上，一部分通过连接载物台与六维力检测装置的4个螺钉直接传递到六维力检测装置上，在空间力的作用下，12根悬臂梁受力变形，12根悬臂梁的编号如图5所示，在梁根部粘贴20个应变片，如图6-图8所示，可以根据应变片阻值变化换算得到各个悬臂梁的受力状况，如图9所示，其中力F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7和F8通过粘贴于两个第一悬臂梁1、两个第二悬臂梁3、两个第三悬臂梁5和两个第四悬臂梁7的根部两侧的应变片构成半桥电路测得，力F9、F10、F11和F12通过粘贴于两个第五悬臂梁9和两个第六悬臂梁11的根部单侧的应变片构成单桥电路测得。通过检测到的各个悬臂梁的受力情况，就可以计算得到空间力在各轴上的分力以及转矩大小。
[0035]建立图9中所示的坐标系，则:
[0036]Fx:通过力F5、F6、F7、F8的矢量相加可以求得作用于X轴的力。
[0037]?^通过力?9、？10、？11、？12的矢量相加可以求得作用于￥轴的力。
[0038]?2:通过力？1、？2、？3、？4的矢量相加可以求得作用于2轴的力。
[0039]如图10所示:
[0040]将力F1、F4矢量相加得到Fp4，将力F2、F3矢量相加得到F2-3，两个力分别乘以到达装置中心的距离X方向上的力臂U-4、L2-3，之后矢量相加就可以得到绕X轴的力矩Mx。
[0041 ] 将力F1、F2矢量相加得到Fi—2，将力F3、F4矢量相加得到F3—4，两个力分别乘以到达装置中心的距离Y方向上的力臂U-2、L3-4，之后矢量相加就可以得到绕Y轴的力矩My。
[0042]将力F5、F6、F7、F8矢量相加得到F5—6—7-8，这个合力乘上他们相同的力臂长度L5—6—7-8就可以得到绕Z轴的力矩Mz。
[0043]经过上述过程进一步计算加载到梁上的力就可以得到空间力在各坐标轴上的分力与扭矩，即完成六维力的测量。
【主权项】
1.一种解耦型六维力检测装置，它包括载物台(2)、六维力转接板(4)、基座(6)和六维力传感检测器;六维力传感检测器包括弹性体和二十个应变片(10);弹性体包括方形框架(12)、弹性连接架、两个弹性件(14)、两个第一悬臂梁(1)、两个第二悬臂梁(3)、两个第三悬臂梁(5)、两个第四悬臂梁(7)、两个第五悬臂梁(9)和两个第六悬臂梁(11); 弹性连接架安装在方形框架(12)内的中部，弹性连接架包括弯曲弹性板(13-1)、两个长直弹性板(13-2)和两个短直弹性板(13-3);两个长直弹性板(13-2)和两个短直弹性板(13-3)分别镜像设置，长直弹性板(13-2)的一端与短直弹性板(13-3)的一端垂直设置且二者一体制成，两个短直弹性板(13-3)的另一端固接有弯曲弹性板(13-1); 弯曲弹性板(13-1)与长直弹性板(13-2)之间由内向外平行布置有第六悬臂梁(11)和第五悬臂梁(9)，第六悬臂梁(11)的一端与短直弹性板(13-3)的一端连接，两个第六悬臂梁(11)的另一端与弹性连接臂(15)连接，第五悬臂梁(9)的一端与长直弹性板(13-2)的一端连接，第五悬臂梁(9)的另一端与短直弹性板(13-3)连接； 弹性连接架(13)的两外侧分别布置有第一悬臂梁(1)、第二悬臂梁(3)、第三悬臂梁(5)、第四悬臂梁(7)和弹性件(14);两个第一悬臂梁(1)、两个第二悬臂梁(3)、两个第三悬臂梁(5)、两个第四悬臂梁(7)和两个弹性件(14)分别镜像设置;第一悬臂梁(1)、第二悬臂梁(3)与长直弹性板(13-2)平行设置，位于弹性连接件同一外侧的第一悬臂梁(1)和第二悬臂梁(3)并排间隔设置，第一悬臂梁(1)和第二悬臂梁(3)的一端与方形框架(12)的内壁连接，第一悬臂梁(1)和第二悬臂梁(3)的另一端与安装在方形框架(12)上的弹性件(14)连接，弹性件(14)与长直弹性板(13-2)之间连接有平行设置的第三悬臂梁(5)和第四悬臂梁(7)，第三悬臂梁(5)与第一悬臂梁(1)垂直设置； 每个第一悬臂梁(1)的正面和背面各粘贴有一个应变片(10)，每个第二悬臂梁(3)的正面和背面各粘贴有一个应变片(10)，每个第五悬臂梁(5)的上面和下面各粘贴有一个应变片(10)，每个第四悬臂梁(7)的上面和下面各粘贴有一个应变片(10)，与弯曲弹性板(13-1)相对的第六悬臂梁(11)和第五悬臂梁(9)的内侧面上各粘贴有一个应变片(10); 基座(6)上由下至上依次布置有六维力传感检测器、六维力转换板(4)和载物台(2);六维力传感检测器与基座(6)可拆卸连接，载物台(2)与六维力转换板(4)可拆卸连接，载物台(2)与六维力传感检测器可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种解耦型六维力检测装置，其特征在于:每个所述应变片(10)为箔式电阻应变片。3.根据权利要求1或2所述的一种解耦型六维力检测装置，其特征在于:每个所述应变片(10)为应变片传感器。4.根据权利要求1或2所述的一种解耦型六维力检测装置，其特征在于:弯曲弹性板(13-1)的弯曲段为圆弧形段。5.根据权利要求2所述的一种解耦型六维力检测装置，其特征在于:方形框架(12)为矩形框架，两个第一悬臂梁(1)和两个第二悬臂梁(3)靠近方形框架(12)的宽框设置。
【专利摘要】一种解耦型六维力检测装置，它涉及一种检测装置，以解决现有六维力检测装置结构复杂，工艺过程繁杂和适应性差的问题，它包括载物台、六维力转接板、基座和六维力传感检测器；六维力传感检测器包括弹性体和二十个应变片；弹性体包括方形框架、弹性连接架、两个弹性件、两个第一悬臂梁、两个第二悬臂梁、两个第三悬臂梁、两个第四悬臂梁、两个第五悬臂梁和两个第六悬臂梁；弹性连接架安装在方形框架内的中部，弹性连接架包括弯曲弹性板、两个长直弹性板和两个短直弹性板；六维力传感检测器与基座可拆卸连接，载物台与六维力转换板可拆卸连接，载物台与六维力传感检测器可拆卸连接。本发明用于行走机器人。
【IPC分类】G01L5/16
【公开号】CN105424256
【申请号】CN201610052508
【发明人】朱延河, 张超, 赵杰
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2016年1月26日
文档序号 :
【 9665232 】
技术研发人员：朱延河,张超,赵杰
技术所有人：哈尔滨工业大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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