本申請(qǐng)涉及傳感器定位，尤其涉及一種多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)主要用于多維力傳感器的校準(zhǔn)領(lǐng)域，多維力傳感器的校準(zhǔn)主要可以通過多加載缸組合加載、stewart式比對(duì)加載、砝碼加載等技術(shù)路線進(jìn)行加載校準(zhǔn)。所謂多加載缸組合加載、砝碼加載是指通過多個(gè)電動(dòng)/液壓/靜重式砝碼等，將發(fā)生的載荷準(zhǔn)確施加至多維力傳感器上，通過比較施加的標(biāo)準(zhǔn)載荷與傳感器輸出載荷進(jìn)行傳感器的校準(zhǔn)，多個(gè)力源主要依據(jù)以下原則排布：與被測(cè)傳感器坐標(biāo)系同軸的力源用以施加力值分量載荷并進(jìn)行校準(zhǔn)，偏離于坐標(biāo)系軸線方向的載荷用以施加扭矩分量載荷并進(jìn)行校準(zhǔn)（m=f×l），stewart式比對(duì)加載主要通過施加一個(gè)矢量力將被測(cè)傳感器輸出與標(biāo)準(zhǔn)多分量力傳感器輸出進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。

2、對(duì)于多分量力傳感器的校準(zhǔn)過程而言，被測(cè)傳感器的坐標(biāo)系位置、方向與校準(zhǔn)裝置的坐標(biāo)系位置、方向應(yīng)具有良好的一致性，若出現(xiàn)偏角或偏離，則會(huì)引入非校準(zhǔn)方向上的力耦合或扭矩耦合，直接影響校準(zhǔn)精度。

3、針對(duì)被測(cè)傳感器與校準(zhǔn)裝置坐標(biāo)系對(duì)位問題，常規(guī)解決方案為：多維力傳感器在設(shè)計(jì)時(shí)便預(yù)留定位孔，通過轉(zhuǎn)接工裝板與校準(zhǔn)裝置相連緊固，但是對(duì)于如手術(shù)機(jī)器人用的小型多維力傳感器等而言，由于其尺寸較小其在設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法預(yù)留定位銷/孔，一次安裝定位成功的難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)。

2、為解決小型傳感器難以固定的問題，本發(fā)明提供一種多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，包括：

3、升降機(jī)構(gòu)，可在z軸方向上移動(dòng)；

4、下安裝底座，設(shè)置在所述升降機(jī)構(gòu)的頂部，可隨所述升降機(jī)構(gòu)在z軸方向上移動(dòng)，且所述下安裝底座沿z軸方向開設(shè)有安裝孔；

5、液壓脹套，設(shè)置在所述下安裝底座的安裝孔內(nèi)，能夠朝向沿垂直z軸方向上施加壓力；

6、楔形對(duì)中塊，設(shè)置在所述下安裝底座的頂部，與所述下安裝底座的安裝孔頂部緊密配合；

7、被測(cè)傳感器安裝盤，穿過所述楔形對(duì)中塊和所述液壓脹套，設(shè)置在所述下安裝底座的安裝孔內(nèi)，且所述被測(cè)傳感器安裝盤的頂部延伸有定位桿，所述定位桿的軸長(zhǎng)方向與所述升降機(jī)構(gòu)的升降方向相同，且所述定位桿開設(shè)有外螺紋，適用于匹配的小型傳感器的螺紋孔。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述下安裝底座的安裝孔包括第一安裝孔和第二安裝孔；

9、所述第一安裝孔和所述第二安裝孔均為圓形孔，所述第一安裝孔與所述第二安裝孔上下設(shè)置，且所述第一安裝孔位于所述第二安裝孔的上方，所述第一安裝孔沿z軸方向的截面直徑，大于所述第二安裝孔沿z軸方向的截面直徑；

10、所述液壓脹套分別與所述第一安裝孔和所述第二安裝孔的側(cè)壁貼附。

11、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述液壓脹套位為環(huán)形結(jié)構(gòu)，外側(cè)面與所述下安裝底座的安裝孔緊密配合，內(nèi)側(cè)面與所述被測(cè)傳感器安裝盤緊密配合。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述液壓脹套包括第一加壓部和第二加壓部；

13、所述第一加壓部和所述第二加壓部均為環(huán)形結(jié)構(gòu)，且所述第一加壓部的內(nèi)環(huán)直徑與所述第二加壓部的內(nèi)環(huán)直徑相等，所述第一加壓部的外環(huán)徑大于所述第二加壓部的外環(huán)直徑；

14、所述第一加壓部的外環(huán)直徑與所述第一安裝孔的截面直徑匹配，所述第二加壓部的外環(huán)直徑與所述第二安裝孔的截面直徑匹配。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一加壓部沿z軸方向上的長(zhǎng)度，小于所述第一安裝孔的開設(shè)深度，所述第二加壓部沿z軸方向上的長(zhǎng)度，與所述第二安裝孔的開設(shè)深度相等。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述被測(cè)傳感器安裝盤包括安裝盤和安裝柱；

17、所述安裝柱嵌設(shè)在所述液壓脹套內(nèi)；

18、所述安裝盤與所述安裝柱的頂部連接，且所述安裝盤為板狀結(jié)構(gòu)，沿xy軸平面設(shè)置；

19、所述定位柱設(shè)置在安裝盤的頂部中心位置，沿z軸方向設(shè)置。

20、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述安裝柱與所述安裝孔的底部間隔有預(yù)設(shè)距離；

21、所述楔形對(duì)中塊設(shè)置在所述下安裝底座的頂部，且所述被測(cè)傳感器安裝盤的底部設(shè)有抵接部，所述楔形對(duì)中塊與所述抵接部抵接，限制所述被測(cè)傳感器安裝盤沿z周方向旋轉(zhuǎn)自由度。

22、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：位移監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)；

23、所述位移監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述被測(cè)傳感器安裝盤的上方，檢測(cè)所述被測(cè)傳感器安裝盤在z軸方向上的位移。

24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述下安裝底座沿繞z軸方向開設(shè)有多個(gè)螺紋孔，與所述升降機(jī)構(gòu)的頂部螺紋連接。

25、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述被測(cè)傳感器安裝盤、所述液壓脹套、所述下安裝底座和所述升降機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置。

26、本申請(qǐng)實(shí)施例的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)的有益效果：通過下安裝底、升降機(jī)構(gòu)、液壓脹套和楔形對(duì)中塊，對(duì)被測(cè)傳感器安裝盤在對(duì)多維方向上進(jìn)行定位，并將小型傳感器自帶開設(shè)的螺紋孔，安裝在被測(cè)傳感器安裝盤頂部設(shè)有定位柱上螺絲連接，即通過對(duì)被測(cè)傳感器安裝盤進(jìn)行多維的定位，完成對(duì)小型傳感器的定位。其中，小型傳感器本身開設(shè)有螺紋孔，通過在被檢查儀器安裝盤頂部設(shè)有定位柱，并在定位柱開設(shè)有小型傳感器匹配的外螺紋，通過定位柱與小型傳感器螺紋連接，避免在小型傳感器上開設(shè)定位孔，完成對(duì)無(wú)孔的小型傳感器在多維方向上進(jìn)行定位。

27、根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，本申請(qǐng)的其它特征及方面將變得清楚。

技術(shù)特征：

1.一種多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述下安裝底座的安裝孔包括第一安裝孔和第二安裝孔；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述液壓脹套位為環(huán)形結(jié)構(gòu)，外側(cè)面與所述下安裝底座的安裝孔緊密配合，內(nèi)側(cè)面與所述被測(cè)傳感器安裝盤緊密配合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述液壓脹套包括第一加壓部和第二加壓部；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一加壓部沿z軸方向上的長(zhǎng)度，小于所述第一安裝孔的開設(shè)深度，所述第二加壓部沿z止嘔方向上的長(zhǎng)度，與所述第二安裝孔的開設(shè)深度相等。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述被測(cè)傳感器安裝盤包括安裝盤、安裝柱和定位柱；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述安裝柱與所述安裝孔的底部間隔有預(yù)設(shè)距離；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括：位移監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述下安裝底座沿繞z軸方向開設(shè)有多個(gè)螺紋孔，與所述升降機(jī)構(gòu)的頂部螺紋連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述被測(cè)傳感器安裝盤、所述液壓脹套、所述下安裝底座和所述升降機(jī)構(gòu)同軸設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種多維力傳感器校準(zhǔn)用高準(zhǔn)確度裝夾定位機(jī)構(gòu)，包括：被測(cè)傳感器安裝盤、液壓脹套、楔形對(duì)中塊、下安裝底座和升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)可在Z軸方向上移動(dòng)，下安裝底座設(shè)置在升降機(jī)構(gòu)的頂部，沿Z軸方向開設(shè)有安裝孔，液壓脹套設(shè)置在下安裝底座的安裝孔內(nèi)，朝向沿垂直Z軸方向上施加壓力，楔型對(duì)中塊設(shè)置在下安裝底座的頂部，與下安裝底座頂部緊密配合，被測(cè)傳感器安裝盤設(shè)置在下安裝底座的安裝孔內(nèi)，被測(cè)傳感器安裝盤的頂部延伸有定位桿，定位桿的軸長(zhǎng)方向與升降機(jī)構(gòu)的升降方向相同，定位桿開設(shè)有外螺紋，匹配小型傳感器的螺紋孔，定位柱與小型傳感器螺紋連接，避免在小型傳感器上開設(shè)定位孔，完成對(duì)無(wú)孔小型傳感器在多維方向上進(jìn)行定位。

技術(shù)研發(fā)人員：劉思博,張毅治,秦海峰,劉永錄,陳偉,尹肖,趙印明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15