专利名称：一种二维测力传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测力传感器，特别是关于一种二维测力传感器。
背景技术：
在许多状况下，为设计产品或保证产品使用的安全性能，需要知道物体在不同方向上的受力的状况，例如各种汽车、火车、飞机等的传动轴受力情况，各种户外立杆(柱)在不同风力级别下、各个不同方向的受力情况，甚至高楼地基在不同风力、风向下的受力情况等等。现有技术中，在实验室中模拟上述受力状况时，一般需要分别检测被测物体在每一单方向上的受力，因此不但造成检测难度大，时间长，数据分析的难度高，数据准确率低，检测费用也非常昂贵。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够二维同时检测，且输出数值互不干扰的二维测力传感器。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种二维测力传感器，其特征在于它包括一支架，所述支架内设置有一方柱状弹性体，所述弹性体的中部四个方向分别向内凹设，使所述弹性体的两端粗，中部形成一细的方柱状应变区；所述弹性体一端的顶部通过螺栓和胶粘固定连接一上支架，所述弹性体另一端的底部通过螺栓和胶粘固定连接一下支架；在所述应变区的一端上、下对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计，所述电阻应变计通过输出线连接测力控制系统，应变区另一端前、后对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计，所述电阻应变计通过输出线连接测力控制系统；在上、下两所述电阻应变计之间的所述应变区上水平设置有一横槽通孔，在前、后两所述电阻应变计之间的所述应变区上垂向设置有一竖槽通孔。所述应变区上、下电阻应变计之间设置的竖槽通孔和前、后电阻应变计之间设置的横槽通孔的形状均为哑铃型。所述应变区上的每一面分别胶贴有单轴应变计。所述应变区上、下设置的所述竖槽通孔和前、后设置的所述横槽通孔，呈相互垂直状，且在左、右方向上交错设置，即所述横槽通孔的中心和所述竖槽通孔的中心不重合，而位于所述应变区中心的左、右，二者的中心与所述应变区的中心呈对称设置。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于将弹性体的应变区的一端上、下外表面对称粘接了一对电阻应变计，而在另一端前、后外表面对称粘接了另一对电阻应变计，因此可以同时获得被检测物体在二维方向上的受力状况。2、本发明由于在弹性体中部设置了一应变区，并在应变区一端的前、后开设有一哑铃型横槽通孔，另一端的上、下开设有一哑铃型竖槽通孔，且横槽通孔与竖槽通孔呈相互垂直状、且左右交错设置，因此保证Y、Z两方向数据输出互不干扰，受力变形反应更加灵敏，测量结果更加准确。本发明结构简单、造价低廉，检测方便快捷，准确性高，它可以广泛用于各种物体二维方向上的受力检测过程中。
图I是本发明的结构示意2是图I的俯视结构3是本发明使用状态示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图I、图2所示，本发明包括一支架1，在支架I内设置有一方柱状弹性体2，弹性体2的中部四个方向分别向内凹设，使弹性体2的两端粗，中部形成一细的方柱状应变区
3。弹性体2 —端的顶部通过螺栓4和胶粘5固定连接一上支架6，弹性体2另一端的底部通过螺栓4和胶粘5固定连接一下支架7。在应变区3的一端上、下对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计8，电阻应变计8通过输出线9连接测力控制系统；应变区3另一端前、后对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计10，电阻应变计10通过输出线11连接测力控制系统。在上、下两电阻应变计8之间的应变区3上水平设置有一哑铃型横槽通孔12，在前、后两电阻应变计10之间的应变区3上垂向设置有一哑铃型竖槽通孔13。哑铃型横槽通孔12和哑铃型竖槽通孔13可以分别对应变区3的横向和竖向起到加强灵敏度的作用。应变区3上、下设置的竖槽通孔13和前、后设置的横槽通孔12，呈相互垂直状，且在左、右方向上交错设置，即横槽通孔12的中心和竖槽通孔13的中心不重合，而位于应变区3中心的左、右，二者的中心与应变区3的中心呈对称设置。上述实施例中，电阻应变计8、10可以采用市场上销售的单轴应变计或其它具有类似功能的产品。如图3所示，本发明使用时，将一需要检测受力情况的重物模型14 (如立杆、建筑物等)放置在本发明装置的上支架6上，并通过测力控制系统将Z方向的重力值和Y方向的力值同时调制为O ;然后根据需要检测的受力情况对重物模型14施加外力，比如风力等，此时本发明装置的弹性体2的应变区3会产生微小的弹性变形，使粘贴在应变区3的电阻应变计8、10随之变形，电阻应变计8、10的变形信息会通过输出线9、11输出给测力控制系统，测力控制系统经过处理后，便可以模拟得到相应重物所承受的拉伸/压缩(Z方向)的力和剪切(Y方向)的力。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种二维测力传感器，其特征在于它包括一支架，所述支架内设置有一方柱状弹性体，所述弹性体的中部四个方向分别向内凹设，使所述弹性体的两端粗，中部形成一细的方柱状应变区；所述弹性体一端的顶部通过螺栓和胶粘固定连接一上支架，所述弹性体另一端的底部通过螺栓和胶粘固定连接一下支架；在所述应变区的一端上、下对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计，所述电阻应变计通过输出线连接测力控制系统，应变区另一端前、后对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计，所述电阻应变计通过输出线连接测力控制系统；在上、下两所述电阻应变计之间的所述应变区上水平设置有一横槽通孔，在前、后两所述电阻应变计之间的所述应变区上垂向设置有一竖槽通孔。
2.如权利要求I所述的一种二维测力传感器，其特征在于所述应变区上、下电阻应变计之间设置的竖槽通孔和前、后电阻应变计之间设置的横槽通孔的形状均为哑铃型。
3.如权利要求I所述的一种二维测力传感器，其特征在于所述应变区上的每一面分别胶贴有单轴应变计。
4.如权利要求I或2或3所述的一种二维测力传感器，其特征在于所述应变区上、下设置的所述竖槽通孔和前、后设置的所述横槽通孔，呈相互垂直状，且在左、右方向上交错设置，即所述横槽通孔的中心和所述竖槽通孔的中心不重合，而位于所述应变区中心的左、右，二者的中心与所述应变区的中心呈对称设置。
全文摘要
本发明涉及一种二维测力传感器，其特征在于它包括一支架，所述支架内设置有一方柱状弹性体，所述弹性体的中部四个方向分别向内凹设，使所述弹性体的两端粗，中部形成一细的方柱状应变区；所述弹性体一端的顶部通过螺栓和胶粘固定连接一上支架，所述弹性体另一端的底部通过螺栓和胶粘固定连接一下支架；在所述应变区的一端上、下对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计，另一端前、后对称设置有一通过胶粘固定的电阻应变计，两对所述电阻应变计通过输出线连接测力控制系统；在上、下两所述电阻应变计之间的所述应变区水平设置有一横槽通孔，在前、后两所述电阻应变计之间的所述应变区垂向设置有一竖槽通孔。本发明可广泛用于物体二维受力的检测之中。
文档编号G01L1/22GK102798490SQ201210292460
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者陈莽, 陈昌能 申请人:锐马(福建)电气制造有限公司, 陈莽, 陈昌能