專利名稱：無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廣義力的加載，特別涉及一種無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置。
背景技術(shù)：
目前力傳感器的標(biāo)定，通常采用施加標(biāo)準(zhǔn)砝碼的加載方式來進行標(biāo)定，這種方式只能對傳感器進行單向標(biāo)定，既不適合對多維力傳感器進行標(biāo)定，也不適合對大量程傳感器進行標(biāo)定。雖然可以通過杠桿原理在一定量的加載砝碼下將施加載荷放大，但這種加載荷放大會影響對傳感器的加載精度，對多維力傳感器各向力矩的標(biāo)定不精確、不系統(tǒng)，也不適用于對大尺寸傳感器的廣義加載與標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，能為大尺寸多維力傳感器進行標(biāo)定，提供一種理想的方案，實現(xiàn)準(zhǔn)確標(biāo)定多維力傳感器，尤其是六維力傳感器的標(biāo)定矩陣。
一種無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，包括固定平臺1，支撐框架2，減速器3，滑輪無級升降機構(gòu)4，六維力傳感器5，坐標(biāo)輔助架6，加載繩索7，標(biāo)準(zhǔn)拉力傳感器8，傾角傳感器9，其特征在于支撐框架2采用龍門式框架，固定在固定平臺1上，且與固定平臺1垂直布置，減速器3和滑輪無級升降機構(gòu)4安裝在支撐框架2上，六維力傳感器5的下端部分別固定在固定平臺1上，其上端部的圓環(huán)分別通過螺栓與坐標(biāo)輔助架6固定連接；支撐框架2設(shè)有上滑輪2a和下滑輪2b，其中上滑輪2a)與坐標(biāo)輔助架6位于同一水平面上，下滑輪2b位于上滑輪2a下方；減速器3由手搖手輪3a、蝸輪蝸桿箱3b、卷筒3c組成，其速比為60∶1；滑輪無級升降機構(gòu)4由上橫梁4a、下橫梁4b、絲桿4c、手搖手輪4d、動塊4e、升降滑輪4f以及鏈輪和鏈條組成，下橫梁4b固定在支撐框架2的門柱上，絲桿4c的下端部安裝在下橫梁4b上，上橫梁4a與動塊4e固定連接，該動塊與絲桿4c嚙合，升降滑輪4f安裝在上橫梁4a上，手搖手輪4d安裝在下橫梁4b上，通過其鏈輪、鏈條帶動絲桿4c轉(zhuǎn)動，進而使升降滑輪4f隨著動塊4e上下移動；加載繩索7的一端固定在坐標(biāo)輔助架6上，其間串接標(biāo)準(zhǔn)拉力傳感器8和傾角傳感器9，并先后分次繞過升降滑輪4f、上滑輪2a、下滑輪2b后再纏繞在卷筒3d上，加載繩索7與水平面之間的夾角是隨上述滑輪所處位置變化的，夾角的變化范圍為-20°～45°，其實際大小通過傾角傳感器9測定，加載載荷的加載點依次位于六維力傳感器5坐標(biāo)中心，及離該中心100mm和200m處。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點是1)能對多維力傳感器進行廣義加載和標(biāo)定；2)采用大速比的減速器施加載荷，用滑輪無級升降機構(gòu)調(diào)整升降滑輪4f的高度，可以連續(xù)得到不同載荷傳遞繩索與水平面之間的夾角，且該夾角可通過傾角傳感器精確檢測，從而可準(zhǔn)確計算出各向分解載荷；3)能對大尺寸大量程力傳感器進行標(biāo)定。


圖1為無級升降式六維力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的側(cè)視圖。
圖3為坐標(biāo)輔助架的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
實施例1本發(fā)明的工作原理無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置的主要功能是提供標(biāo)準(zhǔn)的廣義加載，用標(biāo)準(zhǔn)的廣義載荷去標(biāo)定六維力傳感器的各向靜態(tài)性能指標(biāo)。由滑輪無級升降機構(gòu)4將升降滑輪移動到某個位置固定后，再開始加載，通過手搖加載減速器3產(chǎn)生輸出力矩M，加載繩索7纏繞在減速機3的卷筒上，進而產(chǎn)生繩索的張緊力K，張緊力K的大小與手搖輸入力矩成正比，其大小通過標(biāo)準(zhǔn)拉力傳感器8檢測；加載繩索7通過支撐框架2上的上滑輪和下滑輪改變加載方向，加載繩索7與水平面的夾角θ由傾角傳感器9檢測；通過改變加載點，可以得到各向力和力矩，當(dāng)加載點作用在坐標(biāo)輔助架6時，F(xiàn)x＝K×cosθ，F(xiàn)y＝K×sinθ；當(dāng)加載點偏移坐標(biāo)中心距離為L時，F(xiàn)x＝K×cosθ，F(xiàn)y＝K×sinθ，Mz＝Fx×L，Mx＝Fy×L)；轉(zhuǎn)動六維力傳感器，就可以互換六維力傳感器的X、Y軸，繼續(xù)進行標(biāo)定加載。
通過檢測標(biāo)準(zhǔn)六維載荷F(包括各向的力和力矩Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z，Mx，My，Mz)與六維力傳感器各自的輸出力f(包括f1，f2，f3，f4，f5，f6)，就可以系統(tǒng)地描述出該傳感器的標(biāo)定矩陣G，它們之間的關(guān)系式為G＝F·f，式中G為傳感器的標(biāo)定矩陣；F為加載的標(biāo)準(zhǔn)六維載荷，f為拉壓力傳感器輸出的六個拉壓力，六維力傳感器標(biāo)定矩陣G的準(zhǔn)確度，決定了該傳感器測力的精確度。
權(quán)利要求
1.一種無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，包括固定平臺(1)，支撐框架(2)，減速器(3)，滑輪無級升降機構(gòu)(4)，六維力傳感器(5)，坐標(biāo)輔助架(6)，加載繩索(7)，標(biāo)準(zhǔn)拉力傳感器(8)，傾角傳感器(9)，其特征在于支撐框架(2)采用龍門式框架，固定在固定平臺(1)上，且與固定平臺(1)垂直布置，減速器(3)和滑輪無級升降機構(gòu)(4)安裝在支撐框架(2)上，六維力傳感器(5)的下端部分別固定在固定平臺(1)上，其上端部的圓環(huán)分別通過螺栓與坐標(biāo)輔助架(6)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于支撐框架(2)設(shè)有上滑輪(2a)和下滑輪(2b)，其中上滑輪(2a)與坐標(biāo)輔助架(6)位于同一水平面上，下滑輪(2b)位于上滑輪(2a)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于減速器(3)由手搖手輪(3a)、蝸輪蝸桿箱(3b)、卷筒(3c)組成，其速比為60∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于滑輪無級升降機構(gòu)(4)由上橫梁(4a)、下橫梁(4b)、絲桿(4c)、手搖手輪(4d)、動塊(4e)、升降滑輪(4f)以及鏈輪和鏈條組成，下橫梁(4b)固定在支撐框架(2)的門柱上，絲桿(4c)的下端部安裝在下橫梁(4b)上，上橫梁(4a)與動塊(4e)固定連接，該動塊與絲桿(4c)嚙合，升降滑輪(4f)安裝在上橫梁(4a)上，手搖手輪(4d)安裝在下橫梁(4b)上，通過其鏈輪、鏈條帶動絲桿(4c)轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4所述的無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于加載繩索(7)的一端固定在坐標(biāo)輔助架(6)上，其間串接標(biāo)準(zhǔn)拉力傳感器(8)和傾角傳感器(9)，并先后分次繞過升降滑輪(4f)、上滑輪(2a)、下滑輪(2b)后再纏繞在卷筒(3d)上，加載繩索(7)與水平面之間的夾角是隨上述滑輪所處位置變化的，夾角的變化范圍為-20°～45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于加載載荷的加載點依次位于六維力傳感器(5)坐標(biāo)中心，及離中心100mm和200m處。
全文摘要
一種無級升降式六維力傳感器標(biāo)定裝置，其特征在于支撐框架2采用龍門式框架，固定在固定平臺1上，且與固定平臺1垂直布置，減速器3和滑輪無級升降機構(gòu)4安裝在支撐框架2上，六維力傳感器5的下端部分別固定在固定平臺1上，其上端部的圓環(huán)分別通過螺栓與坐標(biāo)輔助架6固定連接。同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點是1)能對多維力傳感器進行廣義加載和標(biāo)定；2)采用大速比的減速器施加載荷，用滑輪無級升降機構(gòu)調(diào)整升降滑輪4f的高度，可以連續(xù)得到不同載荷傳遞繩索與水平面之間的夾角，且該夾角可通過傾角傳感器精確檢測，從而可準(zhǔn)確計算出各向分解載荷；3)能對大尺寸大量程力傳感器進行標(biāo)定。
文檔編號G01L25/00GK1715856SQ20051005083
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月25日
發(fā)明者王宣銀, 尹瑞多, 李瀟瀟, 丁淵明 申請人:浙江大學(xué)