(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210765844.X (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 常州工学院 地址 213031 江苏省常州市新北区辽河路 666号 (72)发明人 金宇杰　华洪良　袁闯范　吴世鸿　 陈勇将　 (51)Int.Cl. F16M 11/04(2006.01) F16M 11/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于力传感器的力位自感知承载平台 及感知方法 (57)摘要 本发明涉及一种具有力位感知功能的承载 平台的技术改进， 特别涉及一种基于力传感器的 力位自感知承载平台及感知方法； 包括顶面板、 外壳、 底面板和力传感器； 力位感知对象放置于 顶面板上， 顶 面板通过四组力传感器与底面板连 接， 力位感知对象的重力通过顶 面板及四组力传 感器传递至底面板； 力传感器包括Z型顶块、 敏 感 元件和Z型底块； Z型顶块通过螺钉一与与顶面板 螺接， Z型顶块通过螺钉二与敏感元件螺接； Z型 底块通过螺钉三与敏感元件螺接， Z型底块通过 螺钉四与底 面板螺接； 通过多组力传感器实现物 体力位自感知， 不依赖于视觉系统， 能够有效降 低成本。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115306992 A 2022.11.08 CN 115306992 A 1.一种基于力传感器的力位自感知承载平台， 其特征在于， 包括顶面板(1)、 外壳(3)、 底面板(4)和力传感器(6)； 力位 感知对象(2)放置于顶 面板(1)上， 顶 面板(1)通过四组力传 感器(6)与底面板(4)连接， 力位感知对象(2)的重力通过顶面板(1)及四组力传感器(6)传 递至底面板(4)； 力传感器(6)包括Z型顶块(6a)、 敏感元件(6b)和Z型底块(6c)； Z型顶块 (6a)通过螺钉一(7)与与顶面板(1)螺接， Z型顶块(6a)通过螺钉二(8)与敏感元件(6b)螺 接； Z型底块(6c)通过螺钉三(9)与敏感元件(6b)螺接， Z型底块(6c)通过螺钉四(10)与底面 板(4)螺接。 2.一种基于力传感器的力位自感知承载平台的感知方法， 其特征在于， 顶面板(1)的长 宽分别为a、 b， 其几何中心为零点； 力位感知对象(2)放置 位置为(xo,yo)， 其重力为Fo、 F1、 F2、 F3、 F4分别为各力传感器(6)测得力； 通过受力平衡分析， 力位感知对象(2)的重力可通过 实现感知。 3.如基于力传感器的力位自感知承载平台的感知方法， 其特征在于， 所述力位感知对 象(2)的位置(xo,yo)可通过xo＝a(F1+F4‑F2‑F3)/2Fo、 yo＝b(F1+F2‑F3‑F4)/2Fo实现感知。 4.如权利要求1所述的基于力传感器的力位自感知承载平台， 其特征在于， 所述四组力 传感器(6)分别位于底面板(4)的四角位置 。 5.如权利要求4所述的基于力传感器的力位自感知承载平台， 其特征在于， 所述四组力 传感器(6)排列为矩形。 6.如权利要求1所述的基于力传感器的力位自感知承载平台， 其特征在于， 所述螺钉一 (7)和螺钉二(8)在Z型顶块(6a)上 呈错位排列。 7.如权利要求1所述的基于力传感器的力位自感知承载平台， 其特征在于， 所述螺钉三 (9)和螺钉四(10)在Z型底块(6 c)上也呈错 位排列。 8.如权利要求1所述的基于力传感器的力位自感知承载平台， 其特征在于， 螺钉一(7)、 螺钉二(8)、 螺钉三(9)和螺钉四(10)均不在一个竖直平面内。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115306992 A 2一种基于力传感器的力位自感知承 载平台及 感知方法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种具有力位感知功能的承载平台的技术改进， 特别涉及 一种基于力 传感器的力位自感知承载平台及感知方法。 背景技术 [0002]具有力位感知功能的承载平台在机器人自动化搬运、 打磨等领域具有广泛的应用 前景。 目前， 承载平台的力位自感知功能主要依靠力觉、 视觉实现， 其部件涉及力 传感器、 相 机、 光源和工控机等， 具有成本高、 标定复杂等缺点。 同时， 视觉相机对光源提出了较高的要 求， 机器人在操作过程中对光线的扰动会影响承载平台力位自感知可靠性。 [0003]目前现有技术中CN201821312893.3公开了一种液压缸承载力测试平台， 包括平台 本体、 支撑腿、 支撑架、 液压缸、 第一连接板、 第二连接板和弧形钢板， 所述平台本体的外部 下方左右两侧 安装有支撑腿， 所述平台本体的外部上方安装有支撑架， 所述支撑架的内壁 上方安装有液压缸， 所述液压缸 的外部安装有保护套， 所述第一连接板与第二连接板上安 装有悬挂 座， 所述保护套由弧形钢板和硅胶套组成。 [0004]上述结构通过设置 的控制器、 液压缸、 称重传感器和第一连接板， 使用时， 使用者 把配重块放入到第一连接板和第二连接板的内部， 挂钩挂在悬挂座上， 控制器控制液压缸 工作， 液压缸工作， 带动安装座上升， 安装座通过钢丝绳带动第一连接板和第二连接板向上 移动， 安装座的内部安装有称重传感器， 称重传感器感应拉力的大小， 通过传导线把信息传 递给控制器， 控制器内设置有显示模块， 显示模块显示拉力的大小， 使用者可以通过按钮收 入到圆形孔内， 从而调节第一连接板和 第二连接板的位置， 放入合适的配重块， 测试液压缸 的承载力。 但由于结构部件较多， 所以抗干扰能力 弱。 [0005]因此， 设计一种抗干扰能力强、 具有力位感知功能的承载平台对于提高其适用便 捷性、 稳定性并降低成本具有重要意 义。 发明内容 [0006]针对背景技术中提到的问题， 本发明的目的是提供一种基于力传感器的力位自感 知承载平台及感知方法， 基于力传感器的力位自感知 承载平台通过多组力 传感器实现物体 力位自感知， 不依赖 于视觉系统， 能够有效降低成本 。 [0007]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种基于力传感器的力 位自感知承载平台， 包括顶面板、 外壳、 底 面板和力 传感器； 力位感知 对象放置于顶面板上， 顶面板通过四组力 传感器与 底面板连接， 力位感知 对象的重力通过顶面板及四组力传感器 传递至底面板； 力传感器包括Z型顶块、 敏感元件和Z型底块； Z型顶块通过螺钉一与与顶面 板螺接， Z型顶块通过螺钉二与敏感元件螺接； Z型底块通过螺钉三与敏感元件螺接， Z型底 块通过螺钉四与底面板 螺接。 [0008]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种基于力传感器的力 位自感知承载平台的感知方法， 顶面板的长宽分别为a、 b， 其几何中心为零点； 力位感知对说　明　书 1/3 页 3 CN 115306992 A 3