一种可降低温度干扰的六维力传感器弹性体的制作方法

1.本实用新型涉及弹性体，具体涉及一种可降低温度干扰的六维力传感器弹性体。


背景技术：

2.六维力传感器用于力和力矩的测量，可应用于工业机器人的自动化装配、打磨抛光、零力示教等力反馈控制领域，也可应用于科学仪器、力/力矩测试应用领域，六维力传感器在使用过程中出现温度过高，造成六维力传感器形变，影响力和力矩的测量，六维力传感器也会因弹性体温度高，承受过载力矩，而造成六维力传感器的损坏。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是，温度过高，影响精度，造成传感器的损坏，针对上述技术问题，提出一种可降低温度干扰的六维力传感器弹性体；通过以下技术方案实现的：一种可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，包括包括中心台、弹性梁、支撑圈、第一过载台和第二过载台，弹性梁数量有四个，第一过载台和第二过载台数量均有四个，第一过载台和第二过载台对应配合使用，中心台水平放置，弹性梁均匀分布在中心台侧壁的圆周上，弹性梁连接中心台和支撑圈，第二过载台均匀分布在中心台侧壁的圆周上，第一过载台均匀分布在支撑圈内壁的圆周上，第一过载台和第二过载台之间有过载间隔，弹性梁和第一过载台、第二过载台交替均布，支撑圈上开设贯通支撑圈的隔热槽，隔热槽与弹性梁相对应且数量相等，隔热槽与弹性梁垂直，弹性梁上设置有感应贴片。
4.本实用新型的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，采用了在支撑圈上开设可降低温度干扰的隔热槽，同时在中心台和支撑圈支间设置了第一过载台和第二过载台，第一过载台和第二过载台之间有过载间隔，弹性梁和第一过载台、第二过载台交替均布，进一步，能够减低温度，提高精度，降低六维力传感器因温度高而造成的损坏。
5.对本实用新型技术方案，中心台的两个端面定义为顶面和底面，顶面的外圆上设有第一轴肩，中心台的顶面上开设六个均布的第一螺纹孔和两个对称的第一销孔，中心台的底面上开设第一凹槽和第二环形槽，第一凹槽和第二环形槽同轴心，中心台的外圆上开设与弹性梁对应的四个第二槽，中心台的底面低于支撑圈的端面。
6.对本实用新型技术方案，弹性梁包括第一弹性梁和两个第二弹性梁，两个第二弹性梁对称设置在第一弹性梁的两侧，第一弹性梁一端连接中心台，第一弹性梁另一端连接支撑圈，第一弹性梁在靠近支撑圈的位置的两侧开设有对称的两个半圆弧槽，第二弹性梁包括水平板和垂直板，水平板一端连接中心台，水平板另一端连接垂直板，垂直板另一端连接支撑圈，水平板和垂直板的连接处开设u形槽。
7.对本实用新型技术方案，支撑圈的两个端面定义为顶面和底面，支撑圈的顶面一端的外圆上设有第二轴肩，顶面上对应第一过载台的位置开设第二销孔和两个第一通孔，支撑圈的底面上开设第一凸台，凸台对应第一过载台的位置，支撑圈的内壁在对应弹性梁的位置上开设垂直通槽，第一弹性梁水平连接支撑圈的垂直通槽，支撑圈的内壁上对应第
一过载台的位置上设有第二凸台，第二凸台的端面与支撑圈的底面呈两处阶梯状，第二弹性梁中的垂直板的另一端与第二凸台连接，第一凸台上开设对称的三个第三销孔和对称的两个第四销孔，第二凸台的一处上设有两个凸块。
8.对本实用新型技术方案，支撑圈的底面上开设电缆槽，电缆槽位于一处隔热槽的位置，电缆槽与隔热槽垂直，电缆槽的两侧开设对称的第五销孔。
9.对本实用新型技术方案，第一过载台连接支撑圈的第二凸台，第二过载台连接中心台侧壁，第一过载台与第二过载台的过载间隔的宽度为0.18毫米，第一过载台和第二过载台的过载间隔处开设倾斜孔，倾斜孔两两对称设置在电缆槽的两侧，其中靠近电缆槽的两个倾斜孔偏向中心台，另外两个偏离中心台，倾斜孔与水平面的倾斜角度为8
°
。
10.对本实用新型技术方案，隔热槽垂直贯通支撑圈，隔热槽呈矩形状，隔热槽的长度要超过第二弹性梁中的水平板的位置，隔热槽的槽宽为1毫米，槽长25毫米，隔热槽距离中心台轴线的尺寸为42.5毫米。
11.本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：
12.1、本实用新型的技术方案，用了在支撑圈上开设可降低温度干扰的隔热槽，同时在中心台和支撑圈支间设置了第一过载台和第二过载台，第一过载台和第二过载台之间有过载间隔，弹性梁和第一过载台、第二过载台交替均布。
13.2、本实用新型的技术方案，能够减低温度，提高精度，降低六维力传感器因弹性体温度高而造成的损坏。
附图说明
14.图1为弹性体的第一示意图。
15.图2为弹性体的仰视图。
16.图3为弹性体的第二示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图1-3，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述。
18.显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.实施例1
20.如图1和2所示，一种可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，包括中心台1、弹性梁2、支撑圈3、第一过载台4和第二过载台6，弹性梁2数量有四个，第一过载台4和第二过载台6数量均有四个，第一过载台4和第二过载台6对应配合使用，弹性体使用加工中心和线切割一体加工成型。
21.如图1和2所示，中心台1水平放置，弹性梁2均匀分布在中心台1侧壁的圆周上，弹性梁2连接中心台1和支撑圈3，第二过载台6均匀分布在中心台1侧壁的圆周上，第一过载台4均匀分布在支撑圈3内壁的圆周上，第一过载台4和第二过载台6之间有过载间隔，弹性梁2和第一过载台4、第二过载台6交替均布，支撑圈3上开设贯通支撑圈3的隔热槽5，隔热槽5与弹性梁2相对应且数量相等，隔热槽5与弹性梁2垂直，弹性梁2上设置有感应贴片；弹性梁上和感应贴片配合使用，感应贴片是现有技术，为现有成熟产品，未在图中标示。
22.如图1和3所示，中心台1的两个端面定义为顶面和底面，顶面的外圆上设有第一轴肩14，中心台1的顶面上开设六个均布的第一螺纹孔15和两个对称的第一销孔16，中心台1的底面上开设第一凹槽11和第二环形槽12，第一凹槽11和第二环形槽12同轴心，中心台1的外圆上开设与弹性梁2对应的四个第二槽13，中心台1的底面低于支撑圈3的端面；中心台1顶面的孔便于安装，第一轴肩14起到限位的作用。
23.如图2所示，弹性梁2包括第一弹性梁21和两个第二弹性梁22，两个第二弹性梁22对称设置在第一弹性梁21的两侧，第一弹性梁21一端连接中心条1，第一弹性梁21另一端连接支撑圈3，第一弹性梁21在靠近支撑圈3的位置的两侧开设有对称的两个半圆弧槽211，第二弹性梁22包括水平板221和垂直板222，水平板221一端连接中心台1，水平板221另一端连接垂直板222，垂直板222另一端连接支撑圈3，水平板221和垂直板222的连接处开设u形槽223。
24.第一弹性梁21用于测量力矩，第二弹性梁22用于测量扭矩，第二弹性梁22的垂直板222与支撑圈3的内壁有间隔。
25.如图1和3所示，支撑圈3的两个端面定义为顶面和底面，支撑圈3的顶面一端的外圆上设有第二轴肩31，顶面上对应第一过载台4的位置开设第二销孔33和两个第一通孔32，支撑圈3的底面上开设第一凸台34，凸台34对应第一过载台4的位置，支撑圈3的内壁在对应弹性梁2的位置上开设垂直通槽，第一弹性梁21水平连接支撑圈3的垂直通槽，支撑圈3的内壁上对应第一过载台4的位置上设有第二凸台35，第二凸台35的端面与支撑圈3的底面呈两处阶梯状，第二弹性梁22中的垂直板222的另一端与第二凸台35连接，第一凸台34上开设对称的三个第三销孔和对称的两个第四销孔，第二凸台35的一处上设有两个凸块36。
26.两个凸块36起到定位的作用，第二轴肩31起到限位的作用，第二销孔33和两个第一通孔32起到固定作用，第三销孔和第四销孔起固定作用。
27.如图3所示，支撑圈3的底面上开设电缆槽37，电缆槽37位于一处隔热槽5的位置，电缆槽37与隔热槽5垂直，电缆槽37的两侧开设对称的第五销孔38；电缆槽37用于放置电缆线。
28.如图2所示，第一过载台4连接支撑圈3的第二凸台35，第二过载台6连接中心台1侧壁，第一过载台4与第二过载台6的过载间隔的宽度为0.18毫米，第一过载台4和第二过载台6的过载间隔处开设倾斜孔，倾斜孔两两对称设置在电缆槽37的两侧，其中靠近电缆槽37的
两个倾斜孔偏向中心台1，另外两个偏离中心台1，倾斜孔的与水平面的倾斜角度为8
°
。
29.支撑圈3对弹性梁2施加的力过大时，会导致中心台1过度位移，通过设置在支撑圈3和中心台1之间设置的第一过载台4和第二过载台6配合，在弹性梁2受力时，中心台1位移时，第一过载台4和第二过载台6相抵，从而限制中心台最远位移位置，限制中心台1最大位移量，从而在受力超出额定范围内时，保护弹性梁2；倾斜孔的倾斜角度时为了便于实际加工中不干涉。
30.如图1所示，隔热槽5垂直贯通支撑圈3，隔热槽5呈矩形状，隔热槽5的长度要超过第二弹性梁22中的水平板221的位置，隔热槽5的槽宽为1毫米，槽长25毫米，可降低温度干扰的隔热槽5距离中心台1轴线的尺寸为42.5毫米。
31.弹性体在使用过程中，支撑圈3受外界温度影响，在温度过高时，支撑圈3会因热胀冷缩发生形变，从而挤压弹性梁2，使得弹性梁2在未对待测物体进行测量时，便已测得部分力的数据，从而降低了测量力矩的精度，在支撑圈3上设置的隔热槽5，既可以通过设置的隔热槽5，容纳一部分支撑圈3产生的形变量，避免支撑圈3受热形变挤压弹性梁2，提高弹性梁2检测精度，同时利用隔热槽5，将支撑圈3上靠近弹性梁2的部分与外界隔开，利用空气导热效率差的特性，降低外界温度对弹性梁2附近的支撑圈3的干扰，有效降低支撑圈3靠近弹性梁2部分的受热形变，从而提高弹性梁2的检测精度。
32.本实施例的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体使用过程如下：六维力传感器在使用过程中，弹性体上的弹性梁2配合感应贴片使用，弹性体在使用时，支撑圈3的外部温度高，造成支撑圈3的形变，隔热槽5在弹性体的使用过程中能降低支撑圈3与弹性梁2接触位置的形变，同时隔热槽5对弹性梁2产生隔热效果，弹性体在使用中，弹性梁2受力矩和扭矩的力过大时，会造成中心台1的过度位移，第一过载台4和第二过载台6配合支撑圈3和中心台1起到限制中心台1的最大位移量，从而起到保护弹性体的作用，避免造成六维力传感器的损坏。
33.以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

技术特征：
1.一种可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，其特征在于：包括中心台（1）、弹性梁（2）、支撑圈（3）、第一过载台（4）和第二过载台（6），弹性梁（2）数量有四个，第一过载台（4）和第二过载台（6）数量均有四个，第一过载台（4）和第二过载台（6）对应配合使用，中心台（1）水平放置，弹性梁（2）均匀分布在中心台（1）侧壁的圆周上，弹性梁（2）连接中心台（1）和支撑圈（3），第二过载台（6）均匀分布在中心台（1）侧壁的圆周上，第一过载台（4）均匀分布在支撑圈（3）内壁的圆周上，第一过载台（4）和第二过载台（6）之间有过载间隔，弹性梁（2）和第一过载台（4）、第二过载台（6）交替均布，支撑圈（3）上开设贯通支撑圈（3）的隔热槽（5），隔热槽（5）与弹性梁（2）相对应且数量相等，隔热槽（5）与弹性梁（2）垂直，弹性梁（2）上设置有感应贴片。2.根据权利要求1所述的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，其特征在于：中心台（1）的两个端面定义为顶面和底面，顶面的外圆上设有第一轴肩（14），中心台（1）的顶面上开设六个均布的第一螺纹孔（15）和两个对称的第一销孔（16），中心台（1）的底面上开设第一凹槽（11）和第二环形槽（12），第一凹槽（11）和第二环形槽（12）同轴心，中心台（1）的外圆上开设与弹性梁（2）对应的四个第二槽（13），中心台（1）的底面低于支撑圈（3）的端面。3.根据权利要求2所述的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，其特征在于：弹性梁（2）包括第一弹性梁（21）和两个第二弹性梁（22），两个第二弹性梁（22）对称设置在第一弹性梁（21）的两侧，第一弹性梁（21）一端连接中心台（1），第一弹性梁（21）另一端连接支撑圈（3），第一弹性梁（21）在靠近支撑圈（3）的位置的两侧开设有对称的两个半圆弧槽（211），第二弹性梁（22）包括水平板（221）和垂直板（222），水平板（221）一端连接中心台（1），水平板（221）另一端连接垂直板（222），垂直板（222）另一端连接支撑圈（3），水平板（221）和垂直板（222）的连接处开设u形槽（223）。4.根据权利要求2或3所述的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，其特征在于：支撑圈（3）的两个端面定义为顶面和底面，支撑圈（3）的顶面一端的外圆上设有第二轴肩（31），顶面上对应第一过载台（4）的位置开设第二销孔（33）和两个第一通孔（32），支撑圈（3）的底面上开设第一凸台（34），第一凸台（34）对应第一过载台（4）的位置，支撑圈（3）的内壁在对应弹性梁（2）的位置上开设垂直通槽，第一弹性梁（21）水平连接支撑圈（3）的垂直通槽，支撑圈（3）的内壁上对应第一过载台（4）的位置上设有第二凸台（35），第二凸台（35）的端面与支撑圈（3）的底面呈两处阶梯状，第二弹性梁（22）中的垂直板（222）的另一端与第二凸台（35）连接，第一凸台（34）上开设对称的三个第三销孔和对称的两个第四销孔，第二凸台（35）的一处上设有两个凸块（36）。5.根据权利要求3所述的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，其特征在于：支撑圈（3）的底面上开设电缆槽（37），电缆槽（37）位于一处隔热槽（5）的位置，电缆槽（37）与隔热槽（5）垂直，电缆槽（37）的两侧开设对称的第五销孔（38）。6.根据权利要求3所述的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，其特征在于：第一过载台（4）连接支撑圈（3）的第二凸台（35），第二过载台（6）连接中心台（1）侧壁，第一过载台（4）与第二过载台（6）的过载间隔的宽度为0.18毫米，第一过载台（4）和第二过载台（6）的过载间隔处开设倾斜孔，倾斜孔两两对称设置在电缆槽（37）的两侧，其中靠近电缆槽（37）的两个倾斜孔偏向中心台（1），另外两个偏离中心台（1），倾斜孔的与水平面的倾斜角度为8
°
。7.根据权利要求3所述的可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，其特征在于：隔热槽
（5）垂直贯通支撑圈（3），隔热槽（5）呈矩形状，隔热槽（5）的长度要超过第二弹性梁（22）中的水平板（221）的位置，隔热槽（5）的槽宽为1毫米，槽长25毫米，隔热槽（5）距离中心台（1）轴线的尺寸为42.5毫米。

技术总结
本实用新型公开了一种可降低温度干扰的六维力传感器弹性体，包括中心台、弹性梁、支撑圈、第一过载台和第二过载台，弹性梁数量有四个，第一过载台和第二过载台数量均有四个，第一过载台和第二过载台对应配合使用，中心台水平放置，弹性梁均匀分布在中心台侧壁的圆周上，弹性梁连接中心台和支撑圈，第二过载台均匀分布在中心台侧壁的圆周上，第一过载台均匀分布在支撑圈内壁的圆周上，第一过载台和第二过载台之间有过载间隔，支撑圈上开设贯通支撑圈的隔热槽，隔热槽与弹性梁相对应且数量相等，隔热槽与弹性梁垂直。优点，能够降低温度，提高精度，降低六维力传感器因弹性体温度高而造成的损坏。造成的损坏。造成的损坏。


技术研发人员：李晨 相立峰 姚举禄
受保护的技术使用者：南京神源生智能科技有限公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/5/25