专利名称：钮扣型五维力传感器的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及传感器领域，尤其涉及一种钮扣型五维力/力矩传感器。
背景技术：
现有的五维力/力矩传感器大多数是为工程测量、精密控制、精密制造等领域设计制造的，没有专门为足底或者是手部等微小区域测量而设计的产品；这些五维力/力矩传感器不能直接应用于微观测量分析。主要原因如下
1.多数传感器直径过大，高度过高无法安装于鞋底内部；
2.现有的传感器采集�？槎嗍薹愣喔�(大于等于4)传感器实时同步采集并保持每维的采样频率。3. 一般传感器无法做到电路板与鞋底有接触，使电路板既可以作为检板也可以作为支撑面。4.传统的足底接触基本都是点接触，而不是面接触，无法有效测量空间三个方向的力。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种钮扣型五维力/力矩传感器。本发明是通过以下技术方案实现的
一种钮扣型五维力传感器，包括有一个筒形基座，筒形基座中设有一个基板，筒形基座的上端设有一个圆形盖板，筒形基座的下端设有一个接线电路板，接线电路板的一侧设有一个把柄，筒形基座的一侧设有出线包胶头，出线包胶头的一侧紧贴在筒形基座的侧壁上，出线包胶头的底部固定在接线电路板的把柄上，所述的基板的上、下端面上分别贴有六个应变片，应变片I、应变片2呈一字形贴在基板的上端面的中部，应变片5、应变片6、应变片
7、应变片8呈环形排列在应变片I、应变片2的周围，应变片9、应变片10、应变片11、应变片12呈十字形排列在基板的下端面的中部，应变片3、应变片4对称贴在应变片9、应变片
10、应变片11、应变片12的十字交叉的对角位置上，所述的应变片I与应变片3串联、应变片2与应变片4串联、应变片5与应变片6串联、应变片7与应变片8串联、应变片11与应变片12串联、应变片9与应变片10串联，串联的六个应变片组在相互并联，串联的应变片I与应变片3、串联的应变片2与应变片4的中点共同引出FZ接线端子，应变片5与应变片6的中点引出FX接线端子，应变片7与应变片8的中点引出FY接线端子，应变片11与应变片12的中点引出MX接线端子，应变片9与应变片10的中点引出MY节点端子，接线端子FZ、FX、FY、MX、MY均焊接在接线电路板上后再共同引至出线包胶头中。所述的筒形基座内设有一个凸台，圆形盖板固定在凸台上。所述的筒形基座的侧壁、基板、接线电路板上设有固定孔，筒形基座、基板、接线电路板通过穿过各固定孔的螺钉固定。
本发明的原理是
实际设计制造时，由于应用要求，很少允许使用六个独立的单维力/力矩传感器去测量六维力/力矩，而是，在结构上将六个单维力/力矩传感器合成一个整体，然后，通过结构的、算法的处理方式分别算出六个方向的分力/力矩，并且可以再进行矢量运算，计算合力及其方向。本发明的优点是
1.采用双端圆膜片结构能大大降低传感器的设计高度的同时并采用新加工工艺进一步降低传感器的高度；
2.选材方面采用超小的应变片设计组桥大大缩小了直径；
3.使用线路板引出线的方式在不增加高度的同时实现了可靠引出信号线。 4.电路板与鞋底有接触，电路板既可以作为检板也可以作为支撑面。5.实现足底空间三维力的面接触，使得空间三个方向的力得到有效测量。
图I为本发明的整体结构示意图。图2为本发明的基板的上端面的各应变片的贴片图。图3为本发明的基板的下端面的各应变片的贴片图。图4为本发明的各应变片的接线图。
具体实施例方式如图1-4所示，一种钮扣型五维力传感器，包括有一个筒形基座13，筒形基座13中设有一个基板14,筒形基座13的上端设有一个圆形盖板15,筒形基座13的下端设有一个接线电路板16，接线电路板16的一侧设有一个把柄17，筒形基座13的一侧设有出线包胶头18，出线包胶头18的一侧紧贴在筒形基座13的侧壁上，出线包胶头18的底部固定在接线电路板16的把柄上，所述的基板14的上、下端面上分别贴有六个应变片，应变片I、应变片2呈一字形贴在基板14的上端面的中部，应变片5、应变片6、应变片7、应变片8呈环形排列在应变片I、应变片2的周围，应变片9、应变片10、应变片11、应变片12呈十字形排列在基板14的下端面的中部，应变片3、应变片4对称贴在应变片9、应变片10、应变片11、应变片12的十字交叉的对角位置上，所述的应变片I与应变片3串联、应变片2与应变片4串联、应变片5与应变片6串联、应变片7与应变片8串联、应变片11与应变片12串联、应变片9与应变片10串联，串联的六个应变片组在相互并联，串联的应变片I与应变片3、串联的应变片2与应变片4的中点共同引出FZ接线端子，应变片5与应变片6的中点引出FX接线端子，应变片7与应变片8的中点引出FY接线端子，应变片11与应变片12的中点引出MX接线端子，应变片9与应变片10的中点引出MY节点端子，接线端子FZ、FX、FY、MX、MY均焊接在接线电路板16上后再共同引至出线包胶头18中。所述的筒形基座13内设有一个凸台19,圆形盖板15固定在凸台19上。所述的筒形基座13的侧壁、基板14、接线电路板16上设有固定孔20，筒形基座13、基板14、接线电路板16通过穿过各固定孔20的螺钉固定。本发明的所达到的效果为1、直径小于等于25mm,高度小于等于7mm；
2、在满足高度小于等于7_的同时保证侧面的引出线方式可靠；
3、满足最少4只实时同步采集数据且每维的采样频率不小于1KHZ。4.电路板与鞋底有接触，使得电路板既可以作为检板也可以作为支撑面。 5.实现足底空间三维力的面接触，使得空间三个方向的力得到有效测量。
权利要求
1.一种钮扣型五维力传感器，其特征在于包括有一个筒形基座(13)，筒形基座(13)中设有一个基板(14)，筒形基座(13)的上端设有一个圆形盖板(15)，筒形基座(13)的下端设有一个接线电路板(16)，接线电路板(16)的一侧设有一个把柄(17)，筒形基座(13)的一侧设有出线包胶头(18)，出线包胶头(18)的一侧紧贴在筒形基座(13)的侧壁上，出线包胶头(18)的底部固定在接线电路板(16)的把柄上，所述的基板(14)的上、下端面上分别贴有六个应变片，应变片(I )、应变片(2)呈一字形贴在基板(14)的上端面的中部，应变片(5)、应变片(6)、应变片(7)、应变片(8)呈环形排列在应变片(I)、应变片(2)的周围，应变片(9)、应变片(10)、应变片(11)、应变片(12)呈十字形排列在基板(14)的下端面的中部，应变片(3)、应变片(4)对称贴在应变片(9)、应变片(10)、应变片(11)、应变片(12)的十字交叉的对角位置上，所述的应变片(I)与应变片(3)串联、应变片(2)与应变片(4)串联、应变片(5)与应变片(6)串联、应变片(7)与应变片(8)串联、应变片(11)与应变片(12)串联、应变片(9)与应变片(10)串联，串联的六个应变片组在相互并联，串联的应变片(I)与应变片(3)、串联的应变片(2)与应变片(4)的中点共同引出FZ接线端子，应变片(5)与应变片(6)的中点引出FX接线端子，应变片(7)与应变片(8)的中点引出FY接线端子，应变片(11)与应变片(12)的中点引出MX接线端子，应变片(9)与应变片(10)的中点引出MY节点端子，接线端子FZ、FX、FY、MX、MY均焊接在接线电路板(16)上后再共同引至出线包胶头(18)中。
2.根据权利要求I所述的钮扣型五维力传感器，其特征在于所述的筒形基座(13)内设有一个凸台(19)，圆形盖板(15)固定在凸台(19)上。
3.根据权利要求I所述的钮扣型五维力传感器，其特征在于所述的筒形基座(13)的侧壁、基板(14)、接线电路板(16)上设有固定孔(20)，筒形基座(13)、基板(14)、接线电路板(16 )通过穿过各固定孔(20 )的螺钉固定。
全文摘要
本发明公开了一种钮扣型五维力传感器，包括有一个筒形基座，筒形基座中设有一个基板，筒形基座的上端设有圆形盖板，筒形基座的下端设有一个接线电路板，接线电路板的一侧设有把柄，筒形基座的一侧设有出线包胶头，出线包胶头的一侧紧贴在筒形基座的侧壁上，出线包胶头的底部固定在接线电路板的把柄上，基板的上、下端面上分别贴有六个应变片，各应变片的接线端子均焊接在接线电路板上后再共同引至出线包胶头中。本发明采用双端圆膜片结构能大大降低传感器的设计高度的同时并采用新加工工艺进一步降低传感器的高度；选材方面采用超小的应变片设计组桥大大缩小了直径；使用线路板引出线的方式在不增加高度的同时实现了可靠引出信号线。
文档编号G01L5/16GK102840940SQ20121031560
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者宋箭, 黄澎, 宋月, 刘元标, 龙希文, 魏良城, 朱宗国 申请人:安徽埃力智能科技有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
