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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 2.X (22)申请日 2019.01.23 (71)申请人 广西大学 地址 530004 广西壮族自治区南宁市西乡 塘区大学东路100号 (72)发明人 蒲明辉赵倩倩梁旭斌余蔚 王奉阳潘海鸿胡世通陈琳 (51)Int.Cl. G01L 1/14(2006.01) G01L 9/12(2006.01) (54)发明名称 一种具有蛇形结构梁的力传感器 (57)摘要 本发明公开了一种具有蛇形结构梁的力传 感器, 它主要由变形层外圈、 变形层内圈、 蛇形结 构梁组
2、成; 蛇形结构梁呈水平放置, 且沿变形层 内圈的外缘呈轮辐式分布, 其两端分别连接于变 形层外圈内缘和内圈外缘。 本发明采用轮辐式分 布的蛇形结构梁, 减小变形梁的刚度, 在力的传 递过程中变形梁的反应更为灵敏, 可提高力传感 器的灵敏度。 权利要求书1页 说明书2页 附图2页 CN 109855773 A 2019.06.07 CN 109855773 A 1.一种具有蛇形结构梁的力传感器, 其特征在于: 变形层外圈(1)、 变形层内圈(2)、 蛇 形结构梁(3); 所述蛇形结构梁(3)呈水平放置, 且沿变形层内圈(2)的外缘呈轮辐式分布, 其一端连接于变形层外圈(1)内侧, 另一端连接于变
3、形层内圈(2)外侧; 所述蛇形结构梁(3) 采用蛇形结构用于减小变形梁的刚度, 进而以提高力传感器的灵敏度。 2.根据权利要求1所述的一种具有蛇形结构梁的力传感器, 其特征在于: 所述蛇形结构 梁(3)可用正弦波形梁替换。 3.根据权利要求1所述的一种具有蛇形结构梁的力传感器, 其特征在于: 所述蛇形结构 梁(3)可用半圆形梁替换。 4.根据权利要求1所述的一种具有蛇形结构梁的力传感器, 其特征在于: 所述蛇形结构 梁(3)可用螺旋形梁替换。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109855773 A 2 一种具有蛇形结构梁的力传感器 技术领域 0001 本发明属于传感器技术领域, 涉及力传感器
4、, 特别涉及一种具有蛇形结构梁的力 传感器。 背景技术 0002 力传感器能检测张力、 拉力、 压力、 重量、 扭矩、 内应力和应变等力学量, 其能将力 的量值转换为相关电信号, 对力进行检测。 在动力设备、 工程机械和工业自动化系统中, 成 为不可缺少的核心部件。 力传感器种类较多, 按力信号产生的方式可分为应变式、 压电式、 压磁式、 光学式与电容式等。 目前市场上较为成熟的力传感器主要是电磁式和应变式。 然而 目前大部分力传感器所用的弹性体均为平行梁式结构, 在受力时变形梁刚度太大, 导致传 感器灵敏度偏低。 发明内容 0003 本发明的目的在于, 针对目前力传感器的不足, 提出了一具有
5、种蛇形结构梁的力 传感器, 通过蛇形结构的设计减小变形梁的刚度。 0004 为了实现上述目标, 本发明的技术方案如下: 0005 一具有种蛇形结构梁的力传感器包括变形层外圈1、 变形层内圈2、 蛇形结构梁3; 所述变形层外圈1上均匀分布若干沉头孔, 用于连接外接负载; 所述蛇形结构3呈水平放置, 沿变形层内圈2的外缘呈轮辐式分布, 其一端连接于变形层外圈1内侧, 另一端连接于变形 层内圈2外侧; 所述蛇形结构梁3采用蛇形结构用于减小变形梁的刚度, 进而以提高力传感 器的灵敏度。 0006 所述蛇形结构梁3可用正弦波形梁替换。 0007 所述蛇形结构梁3可用半圆形梁替换。 0008 所述蛇形结构
6、梁3可用螺旋形梁替换。 0009 本发明的特点和有益效果在于: 0010 本发明采用蛇形结构的变形梁, 减小变形梁的刚度, 在力的传递过程中变形梁的 反应更为敏感, 以提高多维力传感器的灵敏度。 附图说明 0011 图1为本发明立体图; 0012 图2为本发明正弦波形梁示意图; 0013 图3为本发明半圆形梁示意图; 0014 附图中: 1.变形层外圈; 2.变形层内圈; 3.蛇形结构梁。 具体实施方式 0015 为了更好地理解本发明, 在下文将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。 说明书 1/2 页 3 CN 109855773 A 3 0016 如附图所示, 一具有种蛇形结构梁的力传感
7、器包括变形层外圈1、 变形层内圈2、 蛇 形结构梁3; 所述变形层外圈1上均匀分布若干沉头孔, 用于连接外接负载; 所述蛇形结构3 呈水平放置, 沿变形层内圈2的外缘呈轮辐式分布, 其一端连接于变形层外圈1内侧, 另一端 连接于变形层内圈2外侧; 所述蛇形结构梁3采用蛇形结构用于减小变形梁的刚度, 进而以 提高力传感器的灵敏度。 图中蛇形结构梁4数目为4, 但在实际生产过程中, 可以根据弹性力 的大小调整蛇形结构梁4的数目。 0017 所述蛇形结构梁3可用正弦波形梁替换。 0018 所述蛇形结构梁3可用半圆形梁替换。 0019 所述蛇形结构梁3可用螺旋形梁替换。 0020 本发明的工作过程如下
8、: 变形层内圈2受到外部载荷, 通过蛇形结构梁3传递到变 形层外圈1, 在传递里过程中, 蛇形梁发生形变, 传感器上的检测装置测出变形量, 并通过相 应的解耦公式算出各个方向的力。 0021 最后说明的是以上仅是本发明的优选实施方式, 而本发明并非仅局限于以上实施 例, 还可以做各种修改或变形。 因此, 说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。 凡 运用本发明原理所研究的等效技术变化, 均包含于本发明的专利范围内。 说明书 2/2 页 4 CN 109855773 A 4 图1 图2 说明书附图 1/2 页 5 CN 109855773 A 5 图3 说明书附图 2/2 页 6 CN 109855773 A 6