一种多功能手指传感器标定工装技术领域
本发明属于一种标定工装领域，特别涉及一种多功能手指传感器标定工装。
背景技术
随着科学技术的发展，仿真机械手或者假手的制作工艺及功能越来越成熟，对于
医疗和工业方面做出了巨大贡献，对于仿人机械手或假手，触觉是其获取未知环境信息的
重要方式，可确保稳定、灵活的抓取操作。手指传感器作为一种仿人手指的触觉传感器，可
广泛应用在类人机器人、医疗诊断、假手等方面。以SynTouchLLC公司推出的仿人手指传
感器Biotac为代表，手指传感器一般具备同时测量多种物理量的能力，例如三维力、微振
动、温度等。然而，手指传感器的输出信号与被测物理量关系是非线性的，并且不同信号之
间存在耦合，因此无法直接得到准确的物理量，影响了手指传感器的推广和应用。为了根据
手指传感器的输出数据，准确、快速地计算被测物理量，提出了一种具备标定温度、微振动、
作用力等物理量的标定工装，它可以有效解决手指传感器使用不便的问题，有利于大范围
推广和应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种多功能手指传感器标
定工装。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种多功能手指传感器标
定工装，包括用于固定移动平台和手指传感器支撑装置的底座，其特点是：所述移动平台包
括电机、直线导轨、滚珠丝杠和平面板，所述平面板固定在所述直线导轨和滚珠丝杠上，在
平面板一角上通过凹形定位槽固定有力传感器，所述电机通过固定板设置在移动平台的一
端，该滚珠丝杠通过联轴器与该电机相连，所述底座上设有直线导轨定位槽和滚珠丝杠定
位槽，所述手指传感器支撑装置包括支撑座、伸缩杆、连接件，固定组件，所述连接件通过螺
母固定在支撑座上，该连接件上设有一圆形凹槽，所述伸缩杆通过固定组件设置圆形凹糟
内。
本发明一种多功能手指传感器标定工装中，进一步优选的技术方案特征是：
1、所述固定组件包括左卡紧块和右卡紧块，在两个卡紧块之间通过固定块固定有角度
调整杆。
2、所述直线导轨前端设有机械限位块。
3、所述直线导轨与平面板的连接处设有限位开关。
4、所述平面板通过导轨滑块和滚珠丝杠螺母固定在直线导轨和滚珠丝杠上。
5、所述底座上还设有手指传感器支撑装置定位孔。
6、所述支撑座上设有与连接件相匹配的圆形孔。
与现有技术相比，本发明通过底座安装直线导轨和滚珠丝杠的定位槽，使得直线导轨
和滚珠丝杠平行固定。移动平台同时固定在导轨滑块和丝杠螺母上，为了使平台能够顺利
平移，为方便作用力标定，力传感器通过凹形槽固定在平台上，使得力传感器可以随平台移
动，利于多工况下作用力的标定。感器支撑装置下端固定在底座上，上端有一个圆形口，用
于固定伸缩杆。为了方便标定温度，伸缩杆可以由竖直方向旋转为水平方向。同时为了方便
改变手指传感器与物体接触的角度，手指传感器固定组件设计为可调整角度的结构。本装
置采用常用的滚珠丝杆、直线导轨以及伸缩杆作为传动部件，具有易安装、成本低、操作简
单的特点，可实现手指传感器多种物理属性的标定，包括温度、力、微振动信号等，具有较高
的应用价值。
附图说明
图1为本发明的立体结构图。
图2为本发明的底座结构图。
图3为本发明的移动平台结构图。
图4为本发明的固定组件结构图。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解
本发明，而不构成其权力的限制。
实施例1，根据图1、图2、图3、图4，一种多功能手指传感器标定工装，包括用于固定
移动平台2和手指传感器支撑装置1的底座3，其特点是：所述移动平台2包括电机9、直线导
轨16、滚珠丝杠17和平面板5，所述平面板5固定在所述直线导轨16和滚珠丝杠17上，在平面
板5一角上通过凹形定位槽22固定有力传感器，所述电机9通过固定板15设置在移动平台2
的一端，该滚珠丝杠17通过联轴器与该电机9相连，所述底座3上设有直线导轨定位槽10和
滚珠丝杠定位槽11，所述手指传感器支撑装置1包括支撑座23、伸缩杆4、连接件13，固定组
件7，所述连接件13通过螺母6固定在支撑座23上，该连接件上设有一圆形凹槽，所述伸缩杆
4通过固定组件7设置圆形凹糟内。
实施例2，根据实施例1所述的一种多功能手指传感器标定工装中，所述固定组件7
包括左卡紧块18和右卡紧块20，在两个卡紧块之间通过固定块21固定有角度调整杆19。
实施例3，根据实施例1和2中任意一项的一种多功能手指传感器标定工装中，所述
直线导轨16前端设有机械限位块8。
实施例4，根据实施例1、2和3中任意一项的一种多功能手指传感器标定工装中，所
述直线导轨16与平面板5的连接处设有限位开关14。
实施例5，根据实施例1、2、3和4中任意一项的一种多功能手指传感器标定工装中，
所述平面板5通过导轨滑块和滚珠丝杠螺母固定在直线导轨16和滚珠丝杠17上。
实施例6，根据实施例1、2、3、4和5中任意一项的一种多功能手指传感器标定工装
中，所述底座3上还设有手指传感器支撑装置1定位孔12。
实施例7，根据实施例1、2、3、4、5和6中任意一项的一种多功能手指传感器标定工
装中，所述支撑座23上设有与连接件相匹配的圆形孔。
使用中，标定工装的特征在于，其主要由三部分结构组成，底座、移动平台以及手
指传感器支撑装置。底座用于固定移动平台以及支撑装置；移动平台主要由电机、直线导
轨、滚珠丝杠和平台组成，其作用是调整手指传感器与被测物体相对滑动的位移和速度，进
行手指传感器的微振动标定实验，同时平台上也可固定力传感器，用于力标定；手指传感器
支撑装置主要包括电动伸缩杆、支撑座以及手指传感器固定组件等，可调整手指传感器与
物体的接触姿态以及接触力。
底座的结构特征是具有安装直线导轨和滚珠丝杠的定位槽，使得直线导轨和滚珠
丝杠平行固定。
移动平台其特征主要在：平台同时固定在导轨滑块和丝杠螺母上，其中导轨的作
用是支撑和导向，而丝杠的作用是传动。为了使平台能够顺利平移，需要将导轨和丝杠平行
固定。丝杠轴一端通过联轴器与电机轴相连。为方便作用力标定，力传感器通过凹形槽固定
在平台上，使得力传感器可以随平台移动，利于多工况下作用力的标定。
传感器支撑装置其特征主要在：支撑座下端固定在底座上，上端有一个圆形口，用
于固定伸缩杆。为了方便标定温度，伸缩杆可以由竖直方向旋转为水平方向。同时为了方便
改变手指传感器与物体接触的角度，手指传感器固定组件设计为可调整角度的结构。
多功能手指传感器标定工装的移动平台2安装过程为：丝杠17通过螺钉固定在底
座3的丝杠定位槽11上；直线导轨16通过螺钉固定在底座3的直线导轨定位槽10上；电机9通
过电机固定板15固定在底座3上，并通过联轴器与丝杠17的轴相连；力传感器22通过螺纹孔
固定在凹形槽233；将凹形槽23用螺钉固定在平面板5的下面；平面板5通过螺钉与丝杠17的
螺母和直线导轨16的滑台相连；为确保移动平台运行安全，将机械限位块8和限位开关14安
装在底座3的相应位置。
多功能手指传感器标定工装的手指传感器支撑装置1的安装过程为：首先将支撑
座23通过螺钉固定在底座3的固定孔12上；将连接件13圆柱的一端插入支撑座23的圆孔中，
并使用固定螺母6拧紧，使得连接件13与支撑座23不发生相对转动；将伸缩杆4通过螺钉固
定在连接件13的另一端；接下来组装手指传感器固定组件7手指传感器可通过螺钉固定在
固定块21上，固定块21也通过螺钉固定在角度调整杆19上，确定调整杆19相对被测物体的
角度，然后通过左卡紧块18和右卡紧块20的球形槽将调整杆19锁紧；最后将手指传感器固
定组件7通过左卡紧块18上的螺纹孔固定在伸缩杆4的轴上。此外，可根据实际要求，调整连
接件13相对于支撑座23的角度，也可改变角度调整杆19相对于伸缩杆4轴线的角度，使得手
指传感器在空间中的姿态可以改变，便于实现多种工况的标定任务。
本发明的工作原理是标定工装的移动平台是通过电机控制的，可调整平台相对于
手指传感器的位移和速度，便于采集不同物体的纹理和粗糙度信息。同时移动平台上安装
了力传感器，有利于力的标定。手指传感器支撑装置一方面可固定手指传感器，另一方面也
可灵活地调整手指传感器的姿态，可实现三维力、作用点位置、温度等多种物理量的标定。