单维力传 感器
导轮 六维力传感 器
载荷 数据采集和 处理软件
六维力传感器的标定系统
测量误差
力/力矩分量
Fx
测量误差
0.2%
Fy Fz
Mx My Mz
0.4% 1.3%
0.1% 1.1% 0.4%
六维力/力矩传感器的应用
机械臂的末端感应器
触觉
微力的测量
六维力/力矩传感器有着很广泛的应用，如机械装配、 产品测试、机器人物料输送、触觉、微力测量等。
圆筒形六维力 传感器
双环形六维力传感器
十字叉式 六维力 传感器
8竖直支承六维力传感器
6维力传感器的结构
非径向三梁结构六维力传感器
T型杆结构六维力传感器
高等人发明的六维力传感器
Stewart 力传感器样机
Ranganath et al. 的 六维力/力矩传感器
Kang的 六维力/力矩传感器
Dwarakanath et al. 的 六维力/力矩传感器
有中间预紧分支的预紧式传感器
预紧螺母 上平台
弹性分支 预紧支路
下平台
双层预紧式力传感器
中间预紧分支的结构相对比较复杂 施加预紧力比较困难
具有7分支的双层预紧式力传感器
双层预紧式力传感器
（1）测力平台；（2） 预紧平台；（3） 测量分支；（4）球窝； （5）下平台; （6） 球窝；（7）预紧螺栓；（8）基座
8分支上下层预紧式力传感器
(1) 测力平台; (2) 预紧平台; (3) 测量分支; (4) 球窝;(5) 预紧螺栓;(6) 基座
8分支左右预紧式力传感器
(1) 测力平台; (2) 左预紧平台; (3) 测量分支; (4) 右预紧平台;
(5) 预紧螺栓。
实验研究
加载面 标准单维力传感 器
具有中间预紧分支的力传感器样机Nguyen et al. 的 六维力/力矩传感器
传统的Stewart 力传感器
优点
刚度大 结构紧凑
承载能力大
无累积误差 精度高 反解简单
传统的Stewart 力传感器
缺点
传统的采用球副
关节摩擦力矩较大
易产生机械间隙和迟滞现象
很难使各预紧力一致
预紧式传感器的结构分析
修正后具有单一约束的球 副
预紧分支 大大降低了关节摩擦力矩的影响 减小了机械滞后现象
案例：六维力传感器的原理与设计
六维力传感器
• 每个力对应一个矢量 • 既有大小又有方向 • 单维力传感器: 只有力大小已知 • 某些方面应用时需要已知更多的信息
单维力传感器：两个力 看起来都是5N
三维空间：需要知道 每个轴上的力和力矩
六维力/力矩传感器
六维力传感器的结构
3竖直支承六维力传感器 4竖直支承六维力传感器