專利名稱：一種具有彈性鉸鏈六維力與力矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機器人力與力矩傳感器領(lǐng)域。
機器人智能化是機器人領(lǐng)域長期研究的主要方向之一，而傳感器是機器人智能化的必要手段，在多維力與力矩傳感器研究中，力敏元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計是力與力矩傳感器的核心關(guān)鍵問題。
國外學(xué)者科爾(Keer)和奴因(Nguyen)以及法瑞西(Ferraresi)等人提出并研究了斯帝瓦特(Stewart)結(jié)構(gòu)六維力傳感器(見圖2)，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，很難用于機械人手腕和手指上。國內(nèi)也有一些學(xué)者研究六維力傳感器，北大的陳濱探討了斯帝瓦特平臺結(jié)構(gòu)六維力傳感器的設(shè)計方法。雖然國內(nèi)外學(xué)者提出并研究了多種六維力傳感器的結(jié)構(gòu)，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)，機器人用六維力與力矩傳感器(中國專利CN2066134U)，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、有的靈敏度低、有的標定困難、有的制造成本高等等。而國內(nèi)研究的力傳感器大都采用國外已有的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種具有彈性鉸鏈的六維力與力矩傳感器，這種六維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、靈敏度高等優(yōu)點，可應(yīng)用于機器人手腕，尤其是手指上和其它微型結(jié)構(gòu)中。
這種具有彈性鉸鏈六維力與力矩傳感器，包括力敏元件、應(yīng)變片5等組成，其特點是力敏元件是上平臺1和下平臺4由6個彈性體2和12個彈性鉸鏈3相連接而成，它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的引線可從上平臺1或下平臺4的中心孔中引出來。
附圖及實施例

圖1為具有彈性鉸鏈六維力與力矩傳感器的結(jié)構(gòu)示意2為斯帝瓦特(Steuart)結(jié)構(gòu)附圖1是本發(fā)明的一個實施例，在圖1中，力敏元件由上平臺1、下平臺4、6個彈性體2和12個彈性鉸鏈3組成，上平臺1和下平臺4由6個彈性體2上的12個彈性鉸鏈3連接而成，它是一次加工成型的為非組裝件，應(yīng)變片5粘貼在彈性體2上，其引線從下平臺4的中心孔中引出來。
這種具有彈性鉸鏈六維力與力矩傳感器，以并聯(lián)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，采用彈性鉸鏈替代球鉸，實現(xiàn)了力敏元件非組裝結(jié)構(gòu)，從而使斯帝瓦特(Steuart)結(jié)構(gòu)微型化。因此，使這種新穎的六維力與力矩傳感器使用在機器人手腕、手指和其它使用微型力與力矩傳感器的場合之中。
權(quán)利要求
1.一種具有彈性鉸鏈六維力與力矩傳感器，包括力敏元件、應(yīng)變片5等組成，其特征在于力敏元件是上平臺1和下平臺4由6個彈性體2和12個彈性鉸鏈3相連接而成，它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的引線可從上平臺1或下平臺4的中心孔中引出。
全文摘要
本發(fā)明屬于機器人力與力矩傳感器領(lǐng)域。本發(fā)明的要點是:力敏元件是上平臺1和下平臺4由6個彈性體2和12個彈性鉸鏈3相連接而成,它是一次加工成型的,實現(xiàn)了力敏元件非組裝結(jié)構(gòu),從而使斯帝瓦特(Stewart)結(jié)構(gòu)微型化。這種傳感器具有尺寸小、制造成本低、剛度好、誤差小、靈敏度高等優(yōu)點,可應(yīng)用于機器人手腕、手指上和其它使用微型力與力矩傳感器的場合中。
文檔編號G01L5/24GK1229915SQ9910242
公開日1999年9月29日 申請日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月10日
發(fā)明者高峰, 王洪瑞, 金振林 申請人:燕山大學(xué)