專利名稱：并聯(lián)解耦結(jié)構(gòu)六維力與力矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器人力與力矩傳感器領(lǐng)域。
傳感器是使機(jī)器人具有“觸覺”、“力覺”的重要手段，而在傳感器研究中，力敏元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計是核心關(guān)鍵問題。
國外學(xué)者科爾(kerr)和奴因(Nguyen)以及法瑞西(Ferraresl)等人提出并研究了斯帝瓦特(Stewart)結(jié)構(gòu)六維力傳感器，但是由于他們用真實的球鉸作為力傳感器的運動副，從而限制了它的應(yīng)用范圍，很難用于機(jī)器人手腕和手指上。國內(nèi)也有一些學(xué)者研究六維力傳感器，并有多種有關(guān)專利技術(shù)，例如六自由度力與力矩傳感器(中國專利CN2165435Y)，機(jī)器人用六維力與力矩傳感器(中國專利CN2066134U)，一種具有彈性鉸鏈的六維力與力矩傳感器(專利申請?zhí)?9102421.4)，但是這些技術(shù)存在的主要問題是有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有的尺寸大、有的剛度低、有的標(biāo)定困難、有的靈敏度低、有的制造成本高、有的力解耦難等等。而國內(nèi)研究的力傳感器大都采用國外已有的結(jié)構(gòu)。
本項發(fā)明目的在于設(shè)計一種新的六維力與力矩傳感器，這種力與力矩傳感器具有結(jié)構(gòu)靈巧、制造成本低、剛度好、誤差小、靈敏度高特別是力與力矩解耦等優(yōu)點，可應(yīng)用于機(jī)器人手腕，尤其是手指上和其它場合中。這種并聯(lián)解耦結(jié)構(gòu)六維力與力矩傳感器，包括力敏感元件、應(yīng)變片5等組成，其特征在于力敏感元件是平臺1、平臺3、六個彈性體2和十二個彈性鉸鏈4相連接而成，六個彈性體分三組，每組兩個分別沿三個相互垂直的方向布置，并且各組彈性體軸線構(gòu)成的平面互相垂直，從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)六維力與力矩解耦。力敏感元件是一次加工成型的非組裝件，彈性體2上粘貼應(yīng)變片5，應(yīng)變片5的引線可從平臺的孔中引出來。
附圖及實施例

圖1為并聯(lián)解耦結(jié)構(gòu)六維力與力矩傳感器示意圖附圖1是本發(fā)明的一個實施例。在圖1中，力敏感元件是由平臺1、平臺3、六個彈性體2和十二個彈性鉸鏈4相連接而成。六個彈性體分為三組，每組兩個分別沿三個相互垂直的方向布置，并且各組彈性體軸線構(gòu)成的平面互相垂直。力敏感元件是一次加工成型的非組裝件，彈性體2上粘貼應(yīng)變片5，應(yīng)變片5的引線可從平臺3的孔中引出來。
這種六維力與力矩傳感器，以并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，采用彈性鉸鏈替代球鉸，實現(xiàn)了力敏感元件非組裝結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)微型化的目的；3組彈性體軸線構(gòu)成的平面互相垂直，使算法簡化，力與力矩解耦容易。這種新穎的六維力與力矩傳感器可廣泛應(yīng)用于機(jī)器人手腕、手指和其它力與力矩傳感器的場合之中。
權(quán)利要求
1.一種并聯(lián)解耦結(jié)構(gòu)六維力與力矩傳感器，包括力敏感元件、應(yīng)變片5等組成，其特征在于力敏感元件由平臺1、平臺3、六個彈性體2和十二個彈性鉸鏈4相連接而成，六個彈性體分為三組，每組兩個分別沿三個相互垂直的方向布置，并且各組彈性體軸線構(gòu)成的平面互相垂直，力敏感元件是一次加工成型的非組裝件，彈性體2上粘貼應(yīng)變片5，應(yīng)變片5的引線可從平臺的孔中引出來。
全文摘要
本項發(fā)明屬于機(jī)器人力與力矩傳感器領(lǐng)域。本發(fā)明的要點是:力敏感元件由平臺1、平臺3、六個彈性體2和十二個彈性鉸鏈4相連接而成,六個彈性體分為三組,每組兩個分別沿三個相互垂直的方向布置,并且各組彈性體軸線構(gòu)成的平面互相垂直,從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)六維力與力矩解耦。力敏感元件是一次加工成型的非組裝件。這種傳感器具有尺寸小、制造成本低、剛度好、誤差小、靈敏度高、算法簡單、力與力矩解耦等優(yōu)點,可應(yīng)用到機(jī)器人手腕、手指和其它六維力與力矩傳感器的場合之中。
文檔編號G01L1/22GK1267822SQ99119320
公開日2000年9月27日 申請日期1999年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月9日
發(fā)明者高峰, 金振林, 劉辛軍, 趙現(xiàn)朝 申請人:燕山大學(xué)