3-SPR并联解耦结构六维测力平台

摘要

本发明公开一种3-SPR并联解耦结构六维测力平台。其特征是：每个二维测力腿(3)通过球铰(2)和转动副(4)与基座(1)和加载平台(5)联接，三个球铰(2)中心分别与基座(1)正三角形的三个顶点重合，三个转动副(4)轴线分别与加载平台(5)正三角形的三个边重合。本发明基于三自由度3-SPR并联机构的原理和力学性能，实现了六维力向三个SPR型二维测力腿上的影射，在每个二维测力腿(3)上得到一个驱动力和一个约束力。利用每个SPR腿上的两个弹性平行四边形结构与第一、第二传感器(7，9)及第一、第二调整螺钉(6，8)组合，获得了一种测力精度高、结构简单的二二维解耦测力腿。这种3-SPR并联解耦结构六维测力平台具有测试力解耦、算法简单、测试精度高、无测力过零误差、无预紧儒变、结构简单、易于制造、刚度高等优点，可应用到机器人各关节及其它六维力与力矩传感器的场合之中。

主权项

1.一种3-SPR并联解耦结构六维测力平台，包括基座(1)、三个球铰(2)、三个结构相同的二维测力腿(3)、三个转动副(4)和加载平台(5)，其特征是：每个二维测力腿(3)通过球铰(2)和转动副(4)与基座(1)和加载平台(5)联接，二维测力腿(3)包括本体、第一调整螺钉(6)、第一传感器(7)、第二调整螺钉(8)和第二传感器(9)；三个球铰(2)的中心分别与基座(1)正三角形的三个顶点重合，三个转动副(4)的轴线分别与加载平台(5)正三角形的三个边重合；所述二维测力腿(3)的本体由上架(3-1)、中架(3-2)、下架(3-3)和四个结构相同的弹性臂(3-4，3-5，3-6，3-7)连接成一体；所述上架(3-1)有一个光孔和一个螺纹孔，两个孔的轴线相互平行；所述中架(3-2)有上、下两个轴线相互垂直的螺纹孔，其中上螺纹孔与上架(3-1)螺纹孔的轴线共线；所述下架(3-3)有一个螺纹孔和一个与其平行的光孔，其中螺纹孔与中架(3-2)下螺纹孔的轴线共线；上架(3-1)光孔与转动副(4)轴配合连接，下架(3-3)光孔与球铰(2)输入轴配合联接；下架(3-3)光孔轴线与上架(3-1)光孔轴线的中垂线重合；所述四个弹性臂(3-4，3-5，3-6，3-7)共面，每个弹性臂截面为矩形且两端截面骤然减小，第一弹性臂(3-4)和第二弹性臂(3-5)垂直于上架(3-1)光孔的轴线，第三弹性臂(3-6)和第四弹性臂(3-7)平行于上架(3-1)光孔的轴线；所述的第一传感器(7)固定在上架(3-1)螺纹孔中，第一调整螺钉(6)与中架(3-2)上螺纹孔联接，并预先与第一传感器(7)测头轴向接触；第二传感器(9)固定在下架(3-3)螺纹孔中，第二调整螺钉(8)与中架(3-2)下螺纹孔联接，并预先与第二传感器(9)测头轴向接触。