设计了一种三梁结构六维力传感器,详述了传感器弹性体在各载荷分量作用下应变梁的应变情况,并通过合理的应变片组桥电路将各载荷分量信号转换成电压信号输出。提出了一种简化计算解耦矩阵的方法,最后通过有限元仿真技术施加10组载荷,求解并验证解耦矩阵,结果表明该六维力传感器设计方案和解耦方法完全可行。

0引言电子衡器在大多数情况下是由几个称重传感器（文中所提传感器均为电阻应变式）组成,而称重显示仪表则仅用一块。对于几个称重传感器的联接有两种方式,即串联组秤和并联组秤。

研制了一种小型电阻应变式3维力传感器，采用一种新型弹性体结构，其自上而下开有多层槽孔，4个电阻应变片贴于弹性体侧面，用于检测空间3维力。采用弹性体的位移变化量转化成应变片的应变量，运用有限元仿真分析力作用与应变关系，判定了具有该弹性体结构的传感器力解耦性能。针对实际3维力传感器进行静态标定和解耦计算，得到3维力解耦矩阵。3维力实验测试表明，所研制的传感器具有较高的精度，较好地消除了3维问的耦合性，能够满足小量程微小型机器人力反馈控制需求。

本文详细地介绍了电阻应变式转矩传感器的结构特点和工作原理。它采用旋转变频变压器为电桥和旋转电路供电，采用乐电耦合元件和传递转矩信号，克服了用滑环和电刷供电产生的困难，消除了用滑环和电刷传递信号造成的误差。利用单片机进行数据处理，使转矩转速更准确，更易于实现转矩测量自动化。