【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及應變傳感器領域，具體涉及一種輕量化六維力防爆傳感器。
技術介紹
1、六維力傳感器是一種能夠測量物體在六個自由度上受到的力和力矩的傳感器，這六個自由度包括三個線性自由度(沿x、y和z軸的力)和三個旋轉自由度(繞x、y和z軸的力矩)。通過測量這些力和力矩，六維力傳感器可以提供有關物體受力情況的詳細信息。
2、在潛在爆炸性環境中的工業現場測試、力學實驗以及移動機器人等某些精密領域使用六維力傳感器時，不僅對實驗設備及測量環境要求敏感，即要求傳感器盡量便捷，以保證實驗設備及測量環境原有結構的完整性，而且對六維力傳感器在測量環境中的安全性提出了一定的需求。但是，現有的六維力傳感器更傾向于特定方面，有些可能更注重便捷性，有些則更注重安全性，難以在良好的安全性與較高的便捷性之間保持平衡。具體而言，為了提高安全性，六維力傳感器可能需要使用更堅固的材料和更穩固的結構，但這一定程度上會影響其靈敏度和精度，從而可能導致六維力傳感器在追求較高的安全性的同時犧牲了一定的性能。
技術實現思路
1、針對上述技術問題，本專利技術提出了一種輕量化六維力防爆傳感器，旨在實現六維力傳感器的安全性與便捷性之間的平衡。
2、為此，本專利技術采用如下技術方案：一種輕量化六維力防爆傳感器，包括中心承重柱、外圓環構架、頂部安裝蓋、底部安裝蓋、應變十字梁、多通道采集模塊以及防爆電路板，
3、所述中心承重柱位于外圓環構架內，中心承重柱與外圓環構架均用于作為傳感器受力時的支撐結構，中心承
4、所述應變十字梁一端與中心承重柱固定連接，另一端與外圓環構架固定連接，應變十字梁用于作為傳感器受力時的形變結構；
5、所述多通道采集模塊位于所述應變十字梁上，所述多通道采集模塊用于采集應變十字梁受力時形變產生的多維度應變信號，所述多通道采集模塊與防爆電路板連接；
6、所述防爆電路板位于中心承重柱的底面與底部安裝蓋之間，所述防爆電路板用于對外部供電電源進行防爆處理并對多通道采集模塊采集的多維度應變信號進行測量和傳輸。
7、通過中心承重柱、外圓環構架與應變十字梁的輕量化設計不僅降低了傳感器重量，實現了傳感器較高的便捷性，還保證了傳感器在受力時的穩固性，通過設置應變十字梁作為六維力傳感器受力時的形變結構，設置多通道采集模塊采集應變十字梁受力時形變產生的多維度應變信號并傳輸至防爆電路板對多維度應變信號進行測量和傳輸，一定程度上提高了六維力傳感器的精度，同時結合防爆電路板對外部供電電源的防爆處理，實現了六維力傳感器的安全性與便捷性之間的平衡，能夠滿足六維力傳感器在潛在爆炸性環境中的工業現場測試、力學實驗以及移動機器人等精密領域的需求。
8、作為優選，所述中心承重柱的上端高于應變十字梁以及外圓環構架的上表面。
9、作為優選，所述防爆電路板包括電源防爆處理模塊、應變信號濾波電路、adc采集電路、中央處理模塊以及通訊模塊，所述電源防爆處理模塊用于對外部供電電源進行防爆處理，所述應變信號濾波電路、adc采集電路、中央處理模塊以及通訊模塊均與電源防爆處理模塊連接，所述應變信號濾波電路的輸入端與多通道采集模塊連接，所述應變信號濾波電路的輸出端與adc采集電路的輸入端連接，所述adc采集電路的輸出端與中央處理模塊連接，所述中央處理模塊與通訊模塊連接，所述通訊模塊用于對中央處理模塊的輸出進行通信傳輸。
10、作為優選，所述電源防爆處理模塊包括防爆單元、降壓單元以及ldo電路，所述防爆單元的輸入端連接外部供電電源，防爆單元的輸出端與降壓單元的輸入端連接，所述通訊模塊以及ldo電路的輸入端均與降壓單元的輸出端連接，所述應變信號濾波電路、adc采集電路以及中央處理模塊均與ldo電路的輸出端連接。
11、作為優選，所述防爆單元包括限流器件f1、開關二極管d1、瞬態抑制二極管d2、差模電感l1、共模電感l2、電容c1以及電阻r1，所述限流器件f1的輸入端連接外部供電電源正極pow+，所述瞬態抑制二極管d2的陽極以及開關二極管d1的陽極均與限流器件f1的輸出端連接，所述瞬態抑制二極管d2的陰極連接外部供電電源負極pow-，所述開關二極管d1的陰極與共模電感l2的第一端連接，所述差模電感l1的第一端以及電容c1的第一端均與共模電感l2的第二端連接，所述差模電感l1的第二端作為防爆單元的輸出端正極vcc+，所述電容c1的第二端與電阻r1的第一端連接，電阻r1的第二端作為防爆單元的輸出端負極vcc-。
12、作為優選，所述降壓單元包括dcdc芯片u1、電阻r2、電阻r3、電阻r4、電阻r5、電容c2、電容c3以及電感l3，所述dcdc芯片u1的輸入引腳與防爆單元的輸出端連接，dcdc芯片u1的使能引腳經電阻r2與防爆單元的輸出端連接，dcdc芯片u1的bst引腳與電容c2的第一端連接，電容c2的第二端以及dcdc芯片u1的開關引腳均與電感l3的第一端連接，電感l3的第二端作為降壓單元的輸出端，電容c3的第一端以及電阻r3的第一端均與電感l3的第二端連接，電容c3的第二端經電阻r4接地，電阻r3的第二端以及電阻r5的第一端均與dcdc芯片u1的反饋引腳連接，電阻r5的第二端接地，dcdc芯片u1的gnd引腳接地。
13、作為優選，所述通訊模塊采用基于在線解耦的can總線的電路結構。
14、作為優選，所述通訊模塊包括esd抑制器u2、can接口芯片u3、電感l4、電感l5、瞬態抑制二極管d3以及電阻r6，所述can接口芯片u3的電源引腳與降壓單元的輸出端連接，can接口芯片u3的高電平信號引腳與電感l4的第一端連接，電感l4的第二端作為通訊模塊的高電平輸出端，can接口芯片u3的低電平信號引腳與電感l5的第一端連接，電感l5的第二端作為通訊模塊的低電平輸出端，esd抑制器u2的第一端以及瞬態抑制二極管d3的陽極均與電感l4的第二端連接，esd抑制器u2的第二端以及瞬態抑制二極管d3的陰極均與電感l5的第二端連接，esd抑制器u2的第三端接地，電阻r6與瞬態抑制二極管d3并聯。
15、作為優選，所述外圓環構架的上端設置為圓角矩形中部鏤空結構，所述應變十字梁一端與中心承重柱固定連接，另一端與外圓環構架的上端固定連接，所述應變十字梁與外圓環構架上端的圓角矩形中軸對稱設置。
16、作為優選，所述外圓環構架的下端設置為六瓣型中部鏤空結構，所述外圓環構架的下端設置有連接凸臺，所述底部安裝蓋與外圓環構架下端的六瓣型中部鏤空結構相匹配，底部安裝蓋通過所述連接凸臺與外圓環構架固定連接。
17、本專利技術的有益技術效果至少包括：采用一種輕量化六維力防爆傳感器，通過中心承重柱、外圓環構架與應變十字梁的輕量化設計不僅降低了傳感器重量，實現了傳感器較高的便捷性，還保證了傳感器在受力時的穩固性，通過設置應變十字梁作為六維力傳感器受力時的形變結構，設置多通道采集模本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，包括中心承重柱、外圓環構架、頂部安裝蓋、底部安裝蓋、應變十字梁、多通道采集模塊以及防爆電路板，
2.如權利要求1所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
3.如權利要求1所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
4.如權利要求3所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
5.如權利要求4所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
6.如權利要求4所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
7.如權利要求4所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
8.如權利要求7所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
9.如權利要求1所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
10.如權利要求9所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，包括中心承重柱、外圓環構架、頂部安裝蓋、底部安裝蓋、應變十字梁、多通道采集模塊以及防爆電路板，
2.如權利要求1所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
3.如權利要求1所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
4.如權利要求3所述的一種輕量化六維力防爆傳感器，其特征在于，
5.如權利要求4所述的一種輕量化...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳志文，嵇治剛，孫亮亮，安鵬飛，劉存語，陳帆，姚志強，夏冬冬，
申請(專利權)人：航天南洋浙江科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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