差动式压电六维力传感器

摘要

差动式压电六维力传感器。该传感器包括有以立方体的相对面关系两两相对地安装的四对测力组、压在这四对测力组两侧的预紧垫块和传力架。各测力组均各有重叠于外侧一个测量F_X、F_Y的测力计和重叠于内侧一个测量F_Z、M_X、M_Y、M_Z的测力测矩计。各测力计内均以中心对称的状态安装有位于同一平面上的八片X0°切型压电晶片，它们的敏感轴均垂直于它们所在平面、且相对测力计中的压电晶片的敏感轴方向相对；各测力测矩计内安装有均分别与同一测力组内各X0°切型压电晶片对齐、平行且在同一平面上的八片Y0°切型压电晶片，它们的敏感轴均平行于它们所在平面、且其敏感轴方向各异。本发明无需对输出信号进行解耦运算，工作可靠，测量精度高，抗干扰能力强。

主权项

1、差动式压电六维力传感器，其特征在于，该传感器包括一个带有信号输出插座(3)的传感器基座、在该传感器基座内以立方体的相对面关系两两相对地安装的四对测力组、压在这四对测力组外侧面上的各一块预紧垫块(7)、分别顶住四对测力组内侧面的传力架(4)；所述测力组均各有重叠于外侧一个测量FX、FY的测力计(5)和重叠于内侧一个测量FZ、MX、MY、MZ的测力测矩计(6)；各测力计(5)内均以中心对称的状态安装有位于同一平面上的八片X0°切型压电晶片(Xx)，这些X0°切型压电晶片(Xx)的敏感轴均垂直于它们所在平面、且相对测力计(5)中的各X0°切型压电晶片(Xx)的敏感轴方向相对，每一测力计(5)中的八片X0°切型压电晶片(Xx)各自并联后与插座(3)连接；各测力测矩计(6)内安装有均分别与同一测力组内各X0°切型压电晶片(Xx)对齐、平行且在同一平面上的八片Y0°切型压电晶片(Y1～Y8、Y9～Y16、Y17～Y24、Y25～Y32)，这些Y0°切型压电晶片(Y1～Y8、Y9～Y16、Y17～Y24、Y25～Y32)的敏感轴均平行于它们所在平面；位于四个测力测矩计(6)的对称中心上下两端的各两片Y0°切型压电晶片(Y1和Y2、Y9和Y10、Y17和Y18、Y25和Y26)的敏感轴与Z轴平行、且相对的两个测力测矩计(6)中的Y0°切型压电晶片(Y1和Y2对Y9和Y10、Y17和Y18对Y25和Y26)的敏感轴方向相反，各测力测矩计(6)中的各两片其敏感轴与Z轴平行的Y0°切型压电晶片(Y1和Y2、Y9和Y10、Y17和Y18、Y25和Y26)分别并联后与插座(3)连接；位于两个相对的测力测矩计(6)对称中心左右两端的各两片Y0°切型压电晶片(Y19和Y20、Y27和Y28)的敏感轴与X轴平行、且方向相同，这两个测力测矩计(6)中的各两片其敏感轴与X轴平行的Y0°切型压电晶片(Y19和Y20、Y27和Y28)分别并联后与插座(3)连接；位于另两个相对的测力测矩计(6)的对称中心左右两端的各两片Y0°切型压电晶片(Y3和Y4、Y11和Y12)的敏感轴与Y轴平行、且方向相同，这两个测力测矩计(6)中的各两片其敏感轴与Y轴平行的Y0°切型压电晶片(Y3和Y4、Y11和Y12)分别并联后与插座(3)连接；四个测力测矩计(6)中的其余各四片Y0°切型压电晶片(Y5～Y8、Y13～Y16、Y21～Y24、Y29～Y32)的敏感轴方向均分别以逆时针排列、且与Z轴的夹角均为45°，每一测力测矩计(6)中的这些其敏感轴为45°的Y0°切型压电晶片(Y5～Y8、Y13～Y16、Y21～Y24、Y29～Y32)分别并联后与插座(3)连接。