压阻式(压)力传感器-个人笔记
這是個人筆記
最終要求,單個的壓阻式壓力傳感器、陣列之后的壓力傳感器、三維力傳感器
關鍵詞:力傳感器,壓力傳感器,多軸力傳感器,應變式傳感器,應變式力傳感器,電阻應變式傳感器,force sensor,三軸力傳感器,multi-axis force sensor (多軸力傳感器),腕力傳感器,3D printed,(wrist force sensor)腕力傳感器,
在閱讀了部分文獻后才發現原來自己一直在做的并不是壓力傳感器而是力傳感器,最終的目標其實是多維力傳感器
多維力傳感器已經有商用版本,一般應用于機械臂等場合感受碰撞等力的作用,典型的結構如下
一種低耦合高精度六維力傳感器設計及應用 南航
思路是尋找市面上或者已發表的應變式壓力傳感器將它們的應變片和基底材料全部換成實驗室3D打印的。
電阻應變式傳感器幾乎都是通過貼商用電阻應變片實現的,一般會加上惠斯通電橋和 放大電路
不同的電阻應變式三維力傳感器設計方案:
方案一:
一種結構解耦的新型應變式三維力傳感器研究 張海霞
特點:結構解耦,制作簡單,但是總共16個應變片,以及如何施加力、力施加在何處是個問題
備注:注意梁中間的空洞,打孔使得應變集中在空洞處!
方案二:
來源:兩種新型應變式多維力傳感器的設計與研究 胡珊珊 合工大
特點:這是比較經典的十字梁型的升級版,測得是六維力
方案三:
利用圓膜片
來源:基于有限元的微型二維力傳感器設計及貼裝優化 沈榮
特點:測量的是二維力,軸向向下壓和橫向剪切力,注意是剪切力
備注:剪切力的測量方式還有點不太明白
方案四:
不同方向彈性體相互獨立
來源:正交串聯線彈性體式六維力傳感器 (專利)
特點:和我以前某個想法如出一轍,利用對三個方向分別敏感的薄片實現對三個方向力的分別測量,這個方案還可以測量三個軸的力矩,竟然是一個6維的測量方案
方案五:
一個梁,沿著不同的敏感方向挖空
來源:大壁虎運動力學測試系統研制及其力學規律分析
特點:這是個二維力傳感器的方案,可以用來實現我的一維和二維方案,之后擴展到三維
方案六:
“H”型梁的應用
來源:大壁虎運動力學測試系統研制及其力學規律分析
特點:只能測量三個軸方向的力,不能測量力矩,H型梁提供過載保護能力,且應變會集中在H型空洞處
方案七:
輪輻式拉壓力傳感器
周圍固定,中間是十字梁加一個施加力的面
來源:網圖,是比較常見的商用力傳感器的結構之一
特點:結構簡單,可FDM打印
備注:如果繼續簡化的化,中間的十字梁是否可以簡化成一個懸臂梁?
方案八
電子稱里面的稱重傳感器
特點: 非常常見的稱重傳感器,一般用于家用電子秤中,結構簡單,還有一個類似的另外結構的稱重傳感器
總結
以上是生活随笔為你收集整理的压阻式(压)力传感器-个人笔记的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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