一种压电式六维力传感器

摘要

本发明请求保护一种压电式六维力传感器，包括传感器基座、盖子和通过传力预紧架固定于基座内的两个工作平面相对的压电四维测力计。以传感器的安装平面建立右手笛卡儿坐标系，测力计的Y0⁰和X0⁰切型压电石英晶片的安装位置满足：晶片均为偶数片，均匀分布在两个同心圆上，X0⁰切型压电石英晶片的敏感轴方向相同且平行于Y轴；在过每个测力计中心的水平方向和垂直方向上分别布置两片敏感轴方向相同且分别平行于X轴和Z轴的Y0⁰切型压电石英晶片，余下晶片的敏感轴沿所在圆周的切线方向布置，且其敏感轴方向沿同一时针方向布置。本传感器具有结构简单紧凑，体积小，不存在极间干扰，无需对传感器的输出信号进行解耦运算就可以得到输出结果等优点。

主权项

1、一种压电式六维力传感器，包括传感器基座(18)、传感器盖子(14)和固定安装于传感器基座(18)内的压电测力计，其特征在于：所述压电测力计采用压电四维测力计，所述的压电四维测力计由Y0°和X0°切型压电石英晶片(1、2、3和4)、绝缘定位架(5)、信号引出插座(7)和测力计盒(6)构成；Y0°和X0°切型压电石英晶片安装在绝缘定位架(5)同一平面上的定位孔中，绝缘定位架(5)固定在测力计盒(6)中，Y0°和X0°切型压电石英晶片的信号输出电极分别与测力计盒外部的信号引出插座(7)对应联结；以传感器的安装平面建立右手笛卡儿坐标系，其中Z轴垂直于传感器安装平面向上，Y轴向右，Y0°和X0°切型压电石英晶片(1、2、3和4)的安装位置满足以下条件：Y0°切型压电石英晶片(1、2、3)和X0°切型压电石英晶片(4)均采用偶数片，分别均匀分布在两个同心圆上；X0°切型压电石英晶片(4)的敏感轴方向相同且平行于Y轴；Y0°切型压电石英晶片在圆周上的布置应满足：在过每个测力计中心的水平方向和垂直方向上要分别布置两片敏感轴方向相同且分别平行于X轴和Z轴的Y0°切型压电石英晶片(1和2)，余下的Y0°切型压电石英晶片(3)的敏感轴沿所在圆周的切线方向布置，且其敏感轴方向沿顺时针或逆时针方向布置。所述的压电四维测力计共两个，以工作平面相对的方式对称地安装在传感器基座内的传力预紧架(12)两端，信号引出插座(7)从传感器盖子(14)上露出，传力预紧架(12)中心有施力装置连接螺孔(13)，通过螺杆将传感器与施力平台连接。