一种三维力传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种三维力传感器。


背景技术：

2.随着传感器应用越来越广泛，现在各行各业都需要用上传感器，以便于智能控制，特别时一些特殊机器设备测量力更为复杂，如机器人手臂过载保护、自动化流水线装配、精密切削、轻纺工业、无人飞机、无人汽车等都要测量x轴、y轴和z轴三个方向的受力或多方向的实时力控制，目前对x轴、y轴和z轴三个方向的受力进行监测的话需要安装三个传感器进行监测，使用成本高，安装不方便，测力数据不准确；因此，不满足现有的使用需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种三维力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种三维力传感器，包括弹性体，所述弹性体的外壁一侧设置有z轴方向受力检测部，所述弹性体的外壁另一侧设置有x轴方向受力检测部，所述弹性体的后端壁设置有y轴方向受力检测部，所述弹性体的顶部和底部分别开设有第一u型槽孔和第二u型槽孔，所述弹性体的前端壁开设有第四槽孔，所述弹性体的顶部一侧开设有第三槽孔，所述第三槽孔内安装有第三硅橡胶层，所述弹性体的外壁一侧开设有第二槽孔，所述第二槽孔内安装有第二硅橡胶层，所述弹性体的后端壁开设有第一槽孔，所述第一槽孔内安装有第一硅橡胶层。
5.优选的，所述第一u型槽孔、第二u型槽孔和第四槽孔之间相互贯通。
6.优选的，所述弹性体的表面中心位置开设有安装孔。
7.优选的，所述弹性体的外壁一侧设置有第三应变梁，所述弹性体的顶部后端设置有第一应变梁，所述弹性体的顶部一侧设置有第二应变梁。
8.优选的，所述第一硅橡胶层、第二硅橡胶层和第三硅橡胶层的内部均设置有应变片和贴片胶，所述应变片安装在贴片胶上，所述贴片胶安装在弹性体的外壁上。
9.优选的，所述弹性体由2024铝合金材料所制。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过一系列结构的配合设置，当x轴方向受力检测部、y轴方向受力检测部或z轴方向受力检测部受到力并剪切形变时，x轴、y轴和z轴三个方向上的应变片感应x轴方向受力检测部、y轴方向受力检测部或z轴方向受力检测部剪切变形而产生电压信号，从而本实用新型将x轴、y轴和z轴三个方向力的检测设计为一个整体，能够实时检测x轴、y轴和z轴三个方向的受力情况，没有相互干扰，安装简单方便，测力方便，实用性强。
附图说明
11.图1为本实用新型的结构示意图一；
12.图2为本实用新型的结构示意图二；
13.图3为本实用新型的结构示意图三；
14.图4为本实用新型第一硅橡胶层、第二硅橡胶层和第三硅橡胶层与弹性体之间连接处的局部剖视图。
15.图中：1、弹性体；101、y轴方向受力检测部；102、第一槽孔；103、第一硅橡胶层；104、第一应变梁；105、安装孔；106、第二应变梁；107、第二硅橡胶层；108、第二槽孔；109、x轴方向受力检测部；110、第一u型槽孔；111、第三硅橡胶层；112、第三应变梁；113、第三槽孔；114、z轴方向受力检测部；115、第四槽孔；116、第二u型槽孔；117、应变片；118、贴片胶。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
18.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.请参阅图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种三维力传感器，包括弹性体1，弹性体1的外壁一侧设置有z轴方向受力检测部114，弹性体1的外壁另一侧设置有x轴方向受力检测部109，弹性体1的后端壁设置有y轴方向受力检测部101，弹性体1的顶部和底部分别开设有第一u型槽孔110和第二u型槽孔116，弹性体1的前端壁开设有第四槽孔115，弹性体1的顶部一侧开设有第三槽孔113，第三槽孔113内安装有第三硅橡胶层111，弹性体1的外壁一侧开设有第二槽孔108，第二槽孔108内安装有第二硅橡胶层107，弹性体1的后端壁开设有第一槽孔102，第一槽孔102内安装有第一硅橡胶层103，第一u型槽孔110、第二u型槽孔116和第四槽孔115之间相互贯通，弹性体1的表面中心位置开设有安装孔105，弹性体1的外壁一侧设置有第三应变梁112，弹性体1的顶部后端设置有第一应变梁104，弹性体1的顶部一侧设置有第二应变梁106，第一硅橡胶层103、第二硅橡胶层107和第三硅橡胶层111的内部均设置有应变片117和贴片胶118，应变片117安装在贴片胶118上，贴片胶118安装在弹性体1的外壁上，弹性体1由2024铝合金材料所制。
20.工作原理：使用时，当x轴方向受力检测部109、y轴方向受力检测部101或z轴方向受力检测部114受到力并剪切形变时，x轴、y轴和z轴三个方向上的应变片117感应x轴方向受力检测部109、y轴方向受力检测部101或z轴方向受力检测部114剪切变形而产生电压信
号，从而本实用新型将x轴、y轴和z轴三个方向力的检测设计为一个整体，能够实时检测x轴、y轴和z轴三个方向的受力情况，没有相互干扰，安装简单方便，测力方便，实用性强。
21.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。


技术特征：
1.一种三维力传感器，包括弹性体(1)，其特征在于：所述弹性体(1)的外壁一侧设置有z轴方向受力检测部(114)，所述弹性体(1)的外壁另一侧设置有x轴方向受力检测部(109)，所述弹性体(1)的后端壁设置有y轴方向受力检测部(101)，所述弹性体(1)的顶部和底部分别开设有第一u型槽孔(110)和第二u型槽孔(116)，所述弹性体(1)的前端壁开设有第四槽孔(115)，所述弹性体(1)的顶部一侧开设有第三槽孔(113)，所述第三槽孔(113)内安装有第三硅橡胶层(111)，所述弹性体(1)的外壁一侧开设有第二槽孔(108)，所述第二槽孔(108)内安装有第二硅橡胶层(107)，所述弹性体(1)的后端壁开设有第一槽孔(102)，所述第一槽孔(102)内安装有第一硅橡胶层(103)。2.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于：所述第一u型槽孔(110)、第二u型槽孔(116)和第四槽孔(115)之间相互贯通。3.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于：所述弹性体(1)的表面中心位置开设有安装孔(105)。4.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于：所述弹性体(1)的外壁一侧设置有第三应变梁(112)，所述弹性体(1)的顶部后端设置有第一应变梁(104)，所述弹性体(1)的顶部一侧设置有第二应变梁(106)。5.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于：所述第一硅橡胶层(103)、第二硅橡胶层(107)和第三硅橡胶层(111)的内部均设置有应变片(117)和贴片胶(118)，所述应变片(117)安装在贴片胶(118)上，所述贴片胶(118)安装在弹性体(1)的外壁上。6.根据权利要求1所述的一种三维力传感器，其特征在于：所述弹性体(1)由2024铝合金材料所制。

技术总结
本实用新型公开了一种三维力传感器，包括弹性体，所述弹性体的外壁一侧设置有Z轴方向受力检测部，所述弹性体的外壁另一侧设置有X轴方向受力检测部，所述弹性体的后端壁设置有Y轴方向受力检测部，所述弹性体的顶部和底部分别开设有第一U型槽孔和第二U型槽孔，所述弹性体的前端壁开设有第四槽孔，所述弹性体的顶部一侧开设有第三槽孔，所述第三槽孔内安装有第三硅橡胶层，所述弹性体的外壁一侧开设有第二槽孔，所述第二槽孔内安装有第二硅橡胶层。本实用新型将X轴、Y轴和Z轴三个方向力的检测设计为一个整体，能够实时检测X轴、Y轴和Z轴三个方向的受力情况，没有相互干扰，安装简单方便，测力方便，实用性强。实用性强。实用性强。


技术研发人员：罗志强 罗子凡 罗华 吉雅琪 罗锦铭
受保护的技术使用者：广州鸿强传感技术有限公司
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2022/12/12