基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器的製作方法

2023-06-18 15:49:26 2

專利名稱：基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種力傳感器，更特別地說，是指一種基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度傳感器。
背景技術：
在納米壓印的熱壓印工藝過程中，需要對壓印力進行實施監測。當壓印頭接近基板時，可以通過力傳感器的監測，判斷壓印頭是否已經對準，並進行相應的校準工作，此時的壓印力只有幾牛頓；當開始壓印的時候，壓印頭完全壓住基板，此時的壓印力可以達到幾百甚至上千牛頓。如果採用傳統單軸力傳感器，在上述兩個過程中就需要更換不同的傳感器，這樣就會帶來重新標定等問題，這將極大地影響納米壓印的精度。又如在金屬線材的拉伸強度測試過程中，金屬絲的強度隨著材料以及直徑的不同會有很大變化，從幾毫牛到幾十牛。這就需要有一種能夠實現不同測量範圍，以及不同解析度的力傳感器來滿足上述情況的需求。現有的力傳感器大多是基於應變片的測量方式，將應變片貼在被測物體的表面， 當應變片產生微小變形時，通過惠斯頓電橋將變形信號轉換為電壓信號，再通過AD轉換器將模擬電壓信號轉換為便於計算機處理的數位訊號。其他一些力傳感器，如壓電式力傳感器、壓阻式力傳感器、電容型力傳感器及光學力傳感器。壓電式力傳感器是通過壓電材料在外力作用下，會產生一個電壓信號的原理來對力進行測量，但這種力傳感器的缺點在於隨著外力的增加，壓電單元輸出的電信號將快速的衰減；壓阻式力傳感器是通過壓阻材料在外力作用下，其電阻會發生顯著的改變的原理來測量外力，這種力傳感器受環境噪聲，如溫度等，的影響很大；電容型力傳感器利用在外力作用下，電容上下兩塊金屬板之間位移發生改變，從而引起電容大小的改變的原理來測量外力，這種形式的力傳感器目前已被廣泛應用於微機電(MEMQ領域，用於製造高精度的微力傳感器；光學力傳感器通過光學設備來檢測懸臂梁在外力作用下的變形，並將光學信號轉換為電壓信號的原理來測量外力，例如原子力顯微鏡(AFM)就是利用這樣的原理來工作的。綜觀現有力傳感器，每種形式的力傳感器都有其優缺點，特定場合下需要採用特定形式的傳感器。但現有力傳感器仍存在如下幾點不足(1)現有力傳感器無法實現兩級甚至多級力解析度，其測量範圍受到解析度的限制。在有多級力解析度要求的情況下將無法滿足測量要求；(2)現有力傳感器的輸出信號都是一個微弱的模擬信號，受環境噪聲的影響很大；(3)現有力傳感器的精度和解析度受限於力的測量範圍。也就是說，當傳感器的精度和解析度提高時，傳感器的測量範圍就會降低，反之亦然。

發明內容
本發明的目的是提供一種基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器， 該傳感器一方面採用兩組柔性平行四邊形直線運動機構進行搭接，利用基板上自身板簧的變形機理實現力的測量；另一方面，採用光柵尺(Fiber Bragg Grating-FBG)位移傳感器通過檢測反射光的波長來測量被測力的大小。這種測量方式的輸出信號為數位訊號，不需要經過A/D採樣，從而極大地減小了外界噪聲信號的幹擾，其解析度僅取決於光柵尺柵格的解析度。本發明是一種基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，該力傳感器包括有基板(1)、上蓋板O)、光柵尺位移傳感器(3)、探頭(4)和光柵尺安裝板(5)；基板(1)的上板面(IF)的中心設有凹槽(IG)，該凹槽(IG)用於放置光柵尺安裝板⑶；基板(1)的上板面(IF)的四周設有螺紋孔(IE)，該螺紋孔(IE)用於實現上蓋板 ⑵與基板⑴的安裝；基板⑴的前板面(IC)上設有A通孔(ID)，該A通孔(ID)用於探頭⑷的一端穿過；基板(1)的上板面(IF)上採用線切割技術切割有第一切縫(11)、第二切縫(12)、 第三切縫(13)、第四切縫(14)、第五切縫(15)和第六切縫(16)；第一切縫(11)的下切邊(IlC)上設有第一限位凸起(IlA)，第一切縫(11)的上切邊(IlD)上設有第二限位凸起(IlB)；第四切縫(14)的下切邊(14C)上設有第三限位凸起(14A)，第四切縫(14)的上切邊(14D)上設有第四限位凸起(14B)；第五切縫(15)的一端與第二切縫(12)的上切邊之間為第一柔性板簧(15A)；第五切縫(15)的一端與第一切縫(11)的上切邊IlD之間為第二柔性板簧(15B)；第五切縫 (15)的另一端與第三切縫(13)的上切邊之間為第三柔性板簧(15C)；第五切縫(15)的另一端與第四切縫(14)的上切邊(14D)之間為第四柔性板簧(15D)；第六切縫(16)的一端與第二切縫(12)的下切邊之間為第五柔性板簧(16A)；第六切縫(16)的一端與第一切縫 (11)的下切邊(IlC)之間為第六柔性板簧(16B)；第六切縫(16)的另一端與第三切縫(13) 的下切邊之間為第七柔性板簧(16C)；第六切縫(16)的另一端與第四切縫(14)的下切邊 (14C)之間為第八柔性板簧(16D)；第一切縫(11)、第四切縫(14)、第五切縫15和第六切縫 16將基板(1)分割成中間平臺(17)；第二切縫(12)、第三切縫(13)、第五切縫(15)和第六切縫(16)將基板(1)分割成末端平臺(18)；上蓋板O)的上板面上設有長凹槽(21)，該長凹槽內設有B通孔Q2)、B螺紋孔06)；所述長凹槽用於安裝光柵尺位移傳感器(3)，且光柵尺位移傳感器(3)的敏感端(3Β)穿過B通孔0 ；所述B螺紋孔06)用於螺釘穿過，該螺釘穿過B螺紋孔06) 用於實現將光柵尺位移傳感器C3)安裝在上蓋板O)的長凹槽內；上蓋板O)的下板面上設有前凸臺體04)和後凸臺體(25)，前凸臺體04)和後凸臺體0 上分別設有C通孔(23)，該C通孔用於螺釘穿過；所述螺釘穿過C通孔後螺紋連接在基板(1)的螺紋孔(IE)中，從而實現將上蓋板( 與基板(1)的安裝；
光柵尺位移傳感器( 的光柵尺(3A)安裝在光柵尺安裝板( 上，傳感器(3)的敏感端(3B)穿過上蓋板O)的長凹槽上的B通孔02)後，用於讀取光柵尺(3A)上的位移量；探頭的螺紋端(4A)螺紋連接在末端平臺(18)的一端的螺紋孔(18A)內。本發明兩級力解析度傳感器的優點在於①在敏感元器件(基板)上採用電火花線切割的方式加工而成。利用兩組柔性平行四邊形直線運動機構搭接，兩組柔性機構對稱布置是為了保證中間平臺的高精度直線運動，即減小機構的寄生誤差。②該敏感元器件(基板)為一個零件，不需要進行裝配，從而有效地避免了傳統力傳感器由裝配帶來的摩擦、間隙等問題。③在敏感元器件(基板)內側的四個板簧形成一組柔性平行四邊形直線運動機構，而外側的四個板簧形成另一組柔性平行四邊形直線運動機構。兩組柔性平行四邊形直線運動機構對稱布置，當外力F作用通過探頭4作用在末端平臺18上時，兩組柔性機構的柔性片段產生彈性變形，保證了末端平臺18的高精度直線運動。④採用光柵尺位移傳感器作為被測力的測量設備，通過檢測反射光的波長來測量被測力的大小。這種測量方式的輸出信號為數位訊號，不需要經過A/D採樣，從而極大地減小了外界噪聲信號的幹擾，其解析度僅取決於光柵尺柵格的解析度。⑤本發明設計的兩級力解析度傳感器的器件少、結構簡單，測量精度高。


圖1是本發明兩級力解析度傳感器的外部結構圖。圖IA是本發明兩級力解析度傳感器的正視面結構圖。圖IB是本發明兩級力解析度傳感器的右側面結構圖。圖IC是本發明兩級力解析度傳感器的仰視面結構圖。圖ID是本發明兩級力解析度傳感器的分解圖。圖IE是本發明兩級力解析度傳感器中位移傳感器另一視角的結構圖。圖2是本發明基板的結構圖。圖2A是本發明基板的俯視圖。圖3是本發明上蓋板的結構圖。圖4是本發明兩級力解析度傳感器的兩級力分解圖。圖中1.基板1A.右間隙 1B.左間隙1C.前板面1D.A通孔 1E.A螺紋孔 1F.上板面 1G.凹槽 11.第一切縫
11A.第一限位凸起11B.第二限位凸起 12.第二切縫13.第三切縫14.第四切縫 14A.第三限位凸起14B.第四限位凸起15.第五切縫15A.第一柔性板簧15B.第二柔性板簧15C.第三柔性板簧15D.第四柔性板簧16.第六切縫16A.第五柔性板簧16B.第六柔性板簧16C.第七柔性板簧16D.第八柔性板簧17.中間平臺18.末端平臺18A. C螺紋孔2.上蓋板 21.長凹槽22.B通孔 23. C通孔 24.前凸臺體25.後凸臺體26. B螺紋孔3.光柵尺位移傳感器 3A.光柵尺
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3B.敏感端 4.探頭 5.光柵尺安裝板
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。本發明設計的力傳感器的基板1材料為鋁合金7075，採用電火花線切割的方式加工而成。其主要由兩組柔性平行四邊形直線運動機構搭接而成。此外，兩組柔性機構對稱布置是保證了中間平臺的高精度直線運動，即減小了機構的寄生誤差。同時，該傳感器結構主體為一個零件，不需要進行裝配，從而有效地避免了傳統力傳感器由裝配帶來的摩擦、間隙等問題。該傳感器最大的特點在於，它能有效地實現兩級力解析度，這是傳統力傳感器無法實現的。由於該傳感器利用的是自身板簧的變形機理，因此其解析度可以達到很高。參見圖1、圖1A、圖1B、圖1C、圖ID所示，本發明是一種基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，該力傳感器包括有基板1、上蓋板2、光柵尺位移傳感器3、探頭4和光柵尺安裝板5。傳感器3安裝在上蓋板2的長凹槽21內，且光柵尺位移傳感器3的敏感端穿過長凹槽21上的B通孔22 ；上蓋板2通過四周的螺釘固定在基板1上，且上蓋板2左右與基板1左右之間存在有右間隙IA和左間隙IB ；上蓋板2與基板1之間在左右兩側預留出間隙，保證了本發明兩級力解析度傳感器在受到外力F作用時，基板1上設計的兩組柔性平行四邊形直線運動機構的運動不再受其他阻力的影響。探頭4的螺紋端穿過基板1的前板面IC的通孔後安裝在末端平臺18的C螺紋孔 18A 內。( 一 )基板 1參見圖2、圖2A所示，基板1的上板面IF的中心設有凹槽1G，該凹槽IG用於放置光柵尺安裝板5 ；基板1的上板面IF的四周設有螺紋孔1E，該螺紋孔IE用於實現上蓋板2與基板 1的安裝；基板1的前板面IC上設有A通孔1D，該A通孔ID用於探頭4的一端穿過；基板1的上板面IF上採用線切割技術切割有第一切縫11、第二切縫12、第三切縫 13、第四切縫14、第五切縫15和第六切縫16 ；第一切縫11的下切邊IlC上設有第一限位凸起11A，第一切縫11的上切邊IlD上設有第二限位凸起IlB ；第四切縫14的下切邊14C上設有第三限位凸起14A，第四切縫14的上切邊14D上設有第四限位凸起14B;第五切縫15的一端與第二切縫12的上切邊之間為第一柔性板簧15A ；第五切縫15的一端與第一切縫11的上切邊IlD之間為第二柔性板簧15B ；第五切縫15的另一端與第三切縫13的上切邊之間為第三柔性板簧15C ；第五切縫15的另一端與第四切縫14的上切邊14D之間為第四柔性板簧15D ；第六切縫16的一端與第二切縫12的下切邊之間為第五柔性板簧16A ；第六切縫16的一端與第一切縫11的下切邊IlC之間為第六柔性板簧16B ；
第六切縫16的另一端與第三切縫13的下切邊之間為第七柔性板簧16C ；第六切縫16的另一端與第四切縫14的下切邊14C之間為第八柔性板簧16D。在本發明中，第一切縫11、第四切縫14、第五切縫15和第六切縫16將基板1分割成中間平臺17。在本發明中，第二切縫12、第三切縫13、第五切縫15和第六切縫16將基板1分割成末端平臺18。在本發明中，基板1內側的四個板簧(第一柔性板簧15A、第三柔性板簧15C、第五柔性板簧16A、第七柔性板簧16C)形成一組柔性平行四邊形直線運動機構，而基板1外側的四個板簧(第二柔性板簧15B、第四柔性板簧15D、第六柔性板簧16B、第八柔性板簧16D) 形成另一組柔性平行四邊形直線運動機構。兩組柔性平行四邊形直線運動機構對稱布置， 當外力F作用通過探頭4作用在末端平臺18上時，兩組柔性機構的板簧處產生彈性變形， 保證了末端平臺18的高精度直線運動。在本發明中，基板1選用鋁合金7075材料。( 二)上蓋板 2參見圖1、圖1A、圖1B、圖3所示，上蓋板2的上板面上設有長凹槽21，該長凹槽21 內設有B通孔22、B螺紋孔沈；所述長凹槽21用於安裝光柵尺位移傳感器3，且光柵尺位移傳感器3的敏感端:3B穿過B通孔22。所述B螺紋孔沈用於螺釘穿過，該螺釘穿過B螺紋孔26用於實現將光柵尺位移傳感器3安裝在上蓋板2的長凹槽21內。上蓋板2的下板面上設有前凸臺體M和後凸臺體25，前凸臺體M和後凸臺體25 上分別設有C通孔23，該C通孔23用於螺釘穿過；所述螺釘穿過C通孔23後螺紋連接在基板1的螺紋孔IE中，從而實現將上蓋板2與基板1的安裝。在本發明中，通過在上蓋板2的上板面上設計長凹槽21來對光柵尺位移傳感器3 進行安裝位置的限制，保證了探頭4在受到外力F作用時，安裝在光柵尺安裝板5上的光柵尺3A能夠被光柵尺位移傳感器3的敏感端:3B讀取；同時也保證了本發明兩級力解析度傳感器利用光柵尺位移傳感器3的安裝方向。在本發明中，上蓋板2選用鋁合金5052材料加工。
(三)光柵尺位移傳感器3參見圖1、圖1A、圖1B、圖1D、圖IE所示，在本發明中，光柵尺位移傳感器3的光柵尺3A安裝在光柵尺安裝板5上，傳感器3的敏感端:3B穿過上蓋板2的長凹槽21上的B通孔22後，用於讀取光柵尺3A上的位移量，從而實現位移的計量。在本發明中，光柵尺位移傳感器3選用美國MicroE systems公司生產的Mercury 3500系列位移傳感器，其線性解析度可在5微米到5納米之間調節。在本發明中，光柵尺位移傳感器3的敏感精度通過應用的需求來選取光柵尺3A上的柵格解析度。(四)探頭4參見圖1、圖1A、圖1B、圖1C、圖ID所示，探頭4的螺紋端4A螺紋連接在末端平臺 18的一端的螺紋孔18A內。在本發明中，探頭4選用鋁合金5052材料加工。參見圖4所示，本發明設計的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度傳感器實現兩級力解析度的工作原理為基板1上的第二柔性板簧15B、第四柔性板簧15D、第六柔性板簧16B和第八柔性板簧16D形成類似具有剛度值ka的第一彈簧。所述第一彈簧在受力條件下，帶動中間平臺 17運動。基板1上的第一柔性板簧15A、第三柔性板簧15C、第五柔性板簧16A和第七柔性板簧16C形成類似具有剛度值kb的第二彈簧。所述第二彈簧在受力條件下，由於與中間平臺17連接，故帶動末端平臺18運動。當被測力較小時，第一彈簧與第二彈簧是串聯關係，此時的剛度值為Ic1 = kakb/ (ka+kb)；當被測外力較大時，中間平臺17的運動被第一限位凸起IlA和第三限位凸起14A 限制住，此時第一彈簧失效，只有第二彈簧起作用，剛度為1 = kb。由於在一個基板1上實現了兩級剛度的變化，因此在進行同樣的位移檢測時，本發明傳感器能夠實現具有兩級的力解析度和兩級力測量範圍的測量要求。本發明是一種基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，該力傳感器的工作原理為(A)當探頭4在受到外部壓力的情況下，中間平臺和末端平臺同時向後運動(參見圖1所示)；(B)光柵尺3A隨末端平臺18運動相同位移；(C)光柵尺位移傳感器的敏感端檢測到末端平臺18的運動量；(D)當中間平臺17與第一限位凸起IlA和第三限位凸起14A接觸後，中間平臺停止運動，末端平臺繼續運動；(E)運動著的末端平臺18帶著光柵尺3A繼續向後方向運動；(F)光柵尺位移傳感器的敏感端再次檢測到末端平臺18的運動量。本發明設計的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，是基於光柵尺(Fiber Bragg Grating-FBG)的力傳感器，當外力通過探頭4作用在末端平臺18上時， 末端平臺18帶著光柵尺3A運動一段位移，此時，光柵尺3A上的柵格部分的長度以及核心區域的反射率會隨著發生改變，通過檢測反射光的波長來測量被測力的大小。這種測量方式的輸出信號為數位訊號，不需要經過A/D採樣，從而極大地減小了外界噪聲信號的幹擾， 其解析度僅取決於光柵尺3A上柵格的解析度。
權利要求
1.一種基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，其特徵在於該力傳感器包括有基板(1)、上蓋板O)、光柵尺位移傳感器(3)、探頭(4)和光柵尺安裝板(5)；基板(1)的上板面(IF)的中心設有凹槽(IG)，該凹槽(IG)用於放置光柵尺安裝板(5)；基板(1)的上板面(IF)的四周設有螺紋孔(IE)，該螺紋孔(IE)用於實現上蓋板(2) 與基板(1)的安裝；基板(1)的前板面(IC)上設有A通孔(ID)，該A通孔(ID)用於探頭(4)的一端穿過； 基板(1)的上板面(IF)上採用線切割技術切割有第一切縫(11)、第二切縫(12)、第三切縫(13)、第四切縫(14)、第五切縫(15)和第六切縫(16)；第一切縫(11)的下切邊(IlC)上設有第一限位凸起(IlA)，第一切縫(11)的上切邊 (IlD)上設有第二限位凸起(IlB)；第四切縫(14)的下切邊(14C)上設有第三限位凸起(14A)，第四切縫(14)的上切邊 (14D)上設有第四限位凸起(14B)；第五切縫(15)的一端與第二切縫(12)的上切邊之間為第一柔性板簧(15A)；第五切縫(15)的一端與第一切縫(11)的上切邊IlD之間為第二柔性板簧(15B)；第五切縫(15) 的另一端與第三切縫(13)的上切邊之間為第三柔性板簧(15C)；第五切縫(15)的另一端與第四切縫(14)的上切邊(14D)之間為第四柔性板簧(15D)；第六切縫(16)的一端與第二切縫(12)的下切邊之間為第五柔性板簧(16A)；第六切縫(16)的一端與第一切縫(11)的下切邊(IlC)之間為第六柔性板簧(16B)；第六切縫(16)的另一端與第三切縫(13)的下切邊之間為第七柔性板簧(16C)；第六切縫(16)的另一端與第四切縫(14)的下切邊(14C) 之間為第八柔性板簧(16D)；第一切縫(11)、第四切縫(14)、第五切縫15和第六切縫16將基板(1)分割成中間平臺(17)；第二切縫(12)、第三切縫(13)、第五切縫(15)和第六切縫 (16)將基板(1)分割成末端平臺(18)；上蓋板O)的上板面上設有長凹槽(21)，該長凹槽內設有B通孔螺紋孔 (26)；所述長凹槽用於安裝光柵尺位移傳感器(3)，且光柵尺位移傳感器(3)的敏感端(3B)穿過B通孔02)；所述B螺紋孔06)用於螺釘穿過，該螺釘穿過B螺紋孔Q6)用於實現將光柵尺位移傳感器( 安裝在上蓋板的長凹槽內；上蓋板的下板面上設有前凸臺體04)和後凸臺體(25)，前凸臺體04)和後凸臺體0 上分別設有C通孔(23)，該C通孔用於螺釘穿過；所述螺釘穿過C通孔03) 後螺紋連接在基板(1)的螺紋孔(IE)中，從而實現將上蓋板( 與基板(1)的安裝；光柵尺位移傳感器( 的光柵尺(3A)安裝在光柵尺安裝板( 上，傳感器( 的敏感端(3B)穿過上蓋板的長凹槽上的B通孔02)後，用於讀取光柵尺(3A)上的位移量；探頭的螺紋端(4A)螺紋連接在末端平臺(18)的一端的螺紋孔(18A)內。
2.根據權利要求1所述的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，其特徵在於基板(1)內側的第一柔性板簧(15A)、第三柔性板簧(15C)、第五柔性板簧(16A)、 第七柔性板簧(16C)形成一組柔性平行四邊形直線運動機構；而基板(1)外側的第二柔性板簧(15B)、第四柔性板簧(15D)、第六柔性板簧(16B)、第八柔性板簧(16D)形成另一組柔性平行四邊形直線運動機構；兩組柔性平行四邊形直線運動機構對稱布置，當外力F作用通過探頭(4)作用在末端平臺(18)上時，兩組柔性機構的板簧處產生彈性變形，保證了末端平臺(18)的高精度直線運動。
3.根據權利要求1所述的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，其特徵在於基板(1)選用鋁合金7075材料。
4.根據權利要求1所述的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，其特徵在於上蓋板( 選用鋁合金5052材料加工。
5.根據權利要求1所述的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，其特徵在於光柵尺位移傳感器(3)的線性解析度可在5微米到5納米之間調節。
6.根據權利要求1所述的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，其特徵在於探頭(4)選用鋁合金5052材料加工。
7.根據權利要求1所述的基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，其特徵在於兩級力解析度傳感器實現兩級力解析度的工作原理為基板(1)上的第二柔性板簧(15B)、第四柔性板簧(15D)、第六柔性板簧(16B)和第八柔性板簧(16D)形成類似具有剛度值1的第一彈簧；所述第一彈簧在受力條件下，帶動中間平臺(17)運動；基板(1)上的第一柔性板簧(15A)、第三柔性板簧(15C)、第五柔性板簧(16A)和第七柔性板簧(16C)形成類似具有剛度值kb的第二彈簧；所述第二彈簧在受力條件下，由於與中間平臺(17)連接，故帶動末端平臺(18)運動；當被測力較小時，第一彈簧與第二彈簧是串聯關係，此時的剛度值為Iq = kakb/ (ka+kb)；當被測外力較大時，中間平臺(17)的運動被第一限位凸起(IlA)和第三限位凸起 (14A)限制住，此時第一彈簧失效，只有第二彈簧起作用，此時的剛度為lc2 = kb ；由於在一個基板(1)上實現了兩級剛度的變化，因此在進行同樣的位移檢測時，實現具有兩級的力解析度和兩級力測量範圍的測量要求。
全文摘要
本發明公開了一種基於柔性平行四邊形機構的兩級力解析度的力傳感器，該力傳感器包括有基板、上蓋板、光柵尺位移傳感器、探頭和光柵尺安裝板。光柵尺位移傳感器安裝在上蓋板的長凹槽內；上蓋板通過四周的螺釘固定在基板上，且上蓋板左右與基板左右之間存在有間隙；探頭一端穿過基板的前板面的通孔後安裝在基板的末端平臺的螺紋孔內。本發明基板採用電火花線切割的方式加工出兩組柔性平行四邊形直線運動機構。該兩組柔性機構對稱布置是為了保證了中間平臺的高精度直線運動，即減小了機構的寄生誤差。同時，作為力傳感器的敏感結構件，基板採用一個零件，不需要進行裝配，從而有效地避免了傳統力傳感器由於裝配帶來的摩擦、間隙等問題。本發明的傳感器能有效地實現兩級力解析度，這是傳統力傳感器無法實現的。
文檔編號G01L1/24GK102435362SQ201110274750
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者劉敬猛, 蔣俊, 陳文杰 申請人:北京航空航天大學