福州大学吴海彬获国家专利权
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龙图腾网获悉福州大学申请的专利一种气室型三维接触力传感器获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118443204B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410421349.6,技术领域涉及:G01L5/16;该发明授权一种气室型三维接触力传感器是由吴海彬;陈磊设计研发完成,并于2024-04-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种气室型三维接触力传感器在说明书摘要公布了:本发明提出一种气室型三维接触力传感器,所述气室型三维接触力传感器的底板上设有多个置于密闭软空气室内的气压传感器;所述软空气室由设于底板上且位于气压传感器上方或旁侧的弹性接触体外壳4围绕成型;当弹性接触体外壳在外部三维力作用下形变时,受力部位的气压传感器的软空气室随之形变并造成软空气室内的气压变化,气室型三维接触力传感器对各气压传感器测得的软空气室气压数据进行处理以获得外部三维力信息;本发明具有三维力检测能力,制备工艺简单,制造成本低,对操作环境的要求低,适合于大批量生产。
本发明授权一种气室型三维接触力传感器在权利要求书中公布了:1.一种气室型三维接触力传感器,其特征在于:所述气室型三维接触力传感器的底板上设有多个置于密闭软空气室内的气压传感器;所述软空气室由设于底板上且位于气压传感器上方或旁侧的弹性接触体外壳4围绕成型;当弹性接触体外壳在外部三维力作用下形变时,受力部位的气压传感器的软空气室随之形变并造成软空气室内的气压变化,气室型三维接触力传感器对各气压传感器测得的软空气室气压数据进行处理以获得外部三维力信息; 所述软空气室为圆柱形腔室,腔室空间远小于弹性接触体外壳体积;把三维接触力转化为向下的矢量; 所述软空气室为直径远小于软空气室高度、直径远小于弹性接触体外壳厚度的竖向细管形腔室,腔室顶部与气室型三维接触力传感器的顶部紧邻;腔室侧壁远离气室型三维接触力传感器的侧壁; 所述气室型三维接触力传感器工作时,基于带有圆柱形软空气室结构的传感器模型,对各气压传感器的气压测量数据进行解耦获得三维力信息,具体方法以公式表述为: 其中,、和分别为微型压力传感器在x、y、z三个方上受到的力,、、和分别为四个软空气室的气压变化量,、、、和、、、为标定系数; 所述带有圆柱形软空气室结构的传感器模型,为经过有限元仿真分析实验数据得出,模型中的受到三维力与软空气室的气压变化为线性关系; 所述气室型三维接触力传感器的底板上均匀设置设有四个气压传感器及四个软空气室,分别是第一软空气室11内的第一气压传感器21、第二软空气室12内的第二气压传感器22、第三软空气室13内的第三气压传感器23、第四软空气室14内的第四气压传感器24,弹性接触体外壳底部与四个气压传感器的底部齐平以完全包裹覆盖气压传感器; 所述软空气室的主体为弹性接触体外壳下部的圆柱形凹槽,圆柱形凹槽的柱状槽口底部与气压传感器项部气压检测口连通,形成密闭结构。
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