压阻式大扭矩动态六轴力传感器设计
作者:
作者单位:

西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安 710049

作者简介:

赵 友 1990年生,博士,副研究员,硕士生导师,主要研究方向为MEMS高温压力/振动传感器、切削力传感器与智能刀具。
赵玉龙 1968年生,教授,博士生导师,主要研究方向为MEMS技术、传感器技术及微纳制造领域基础理论和工程应用。

通讯作者:

中图分类号:

TH823;TP212.1

基金项目:


Design of piezoresistive high-torque dynamic six-axis force sensor
Author:
Affiliation:

Xi'an Jiaotong University, State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, Xi'an 710049, China

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    六轴力传感器在智能制造、精密装配、运动医疗等领域有着重要应用价值。本研究以大量程六轴力传感器为研究目标,针对六轴力解耦测量和交叉干扰抑制的技术难题,提出了一种压阻式大扭矩动态六轴力传感器的设计方法。在传感器结构设计中,采用4个直梁式三轴力传感器组合的方式进行载荷分摊,满足大力值和大扭矩的测量需求;在三轴力传感器设计中,利用弹性体应力对称性分布的特点和惠斯通电桥平衡原理,布置传感器敏感电阻并组合成测量电桥,实现三轴力的解耦测量;根据六轴力传感器在三轴力和三轴力矩作用下的应力变化规律,采用矩阵解耦的方式实现六轴力解耦测量。

    Abstract:

    Six-axis force sensor has important application value in intelligent manufacturing, precision assembly, sports medicine and other fields. Aiming at the technical problems of decoupling measurement and cross interference suppression of six-axis force sensor, this study puts forward a design method of piezoresistive high-torque dynamic six-axis force sensor. In sensor structure design, four straight beam three-dimensional force sensors are combined to share the load, so as to meet the requirements of high load. In three-dimensional force sensor design, the symmetry of elastomer stress distribution and the principle of Wheatstone bridge balance were used, and the sensitive resistors were organized into measuring circuit for three-dimensional force decoupling measurement. According to the stress variation law of the combined sensor under six-axis forces and torques, the six-axis forces and torques are measured by matrix decoupling.

    相似文献
    引证文献
引用本文

赵友,赵玉龙.压阻式大扭矩动态六轴力传感器设计[J].遥测遥控,2023,44(3):78-85.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
    参考文献
历史
  • 收稿日期:2022-12-03
  • 最后修改日期:2023-01-09
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2023-05-15
  • 出版日期:
  • 优先出版日期: 2023-05-15