专利名称：一种整体柱式称重测力传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及衡器技术领域，特别是大型静态地磅秤用称重测力传感器。
背景技术：
柱式称重传感器是一种利用金属弹性体作为应力转换为应变的功能元件，目前已被广泛应用于电子汽车衡、轨道衡、料斗秤等电子称重设备。现有的分体多柱式称重传感器抵抗侧向力较弱，长期稳定性误差较大，而且安装过程复杂且存在安装统一性差，其中单柱式弹性体由于结构尺寸大淬火产生的精度低，长期稳定性差，这些都会对测量结果产生影响。分体四柱式传感器的核心部件弹性体，通过螺丝钉把四个小柱形体安装在底座上，由于使用螺丝装配强度差，使得整个弹性体组件的结构强度随之降低。目前分体组装的 四柱式传感器中四个小柱形体安装到底座后会出现高低不一，故需对四个小柱形体的上表面进行校平处理，使四个小柱形体的平面处于同一水平面上，从而不仅在制造时需要增加了一道加工工艺，且在安装小柱形体时，也会存在小柱形体出现位置偏移的问题。中国实用新型专利(专利号200720032062. 6)公开了“四柱式称重传感器”，其包括底板、表面有电阻应变计的柱式弹性体和压头部件，在底板上均匀分布安装有四个相同尺寸的四方形柱式弹性体，每个柱式弹性体的四个竖表面上各粘贴有一个应变计，横向的两个，竖向的两个；所有弹性体上横向应变计和竖向应变计分别串连起来组成惠斯通电桥；传递载荷的压头搁在弹性体顶部。这种结构的四个小柱形体在加工时，难以做到高度完全一致，故在受力时存在所产生的被压缩状态不一致的情形。不仅影响测定结果，而且在安装时小柱形体发生偏移的情况，侧向误差较大。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种强度高、性能稳定、精度高的整体柱式称重测力传感器。本实用新型的目的通过以下技术方案实现。一种整体柱式称重测力传感器，包括弹性体、底座、外壳和弹性体的多个应变计组成的电桥，弹性体的一端紧固在底座上，弹性体的另一端承载重力，一个大柱形体的中间部分均匀设有与大柱形体呈一体结构设置的多个小柱形体；小柱形体用来粘贴应变计，大柱形体的两端分别连着小柱形体，小柱形体、应变计和大柱形体共同组成弹性体。其中，大柱形体的中间部分均匀设有与大柱形体呈一体结构设置的四个小柱形体。其中，所有小柱形体均与大柱形体的中轴线平行；所有小柱形体的横截面中心均匀设置于以大柱形体的横截面中心为圆心的圆上。其中，大柱形体的中间部分均匀设有与大柱形体呈一体结构设置的四个或者八个小柱形体，每个小柱形体分别粘贴有一组应变计组，应变计组包括一个横向设置的应变计和一个竖向设置的应变计，四组或者八组应变计组组成惠斯通平衡电桥。其中，还包括钢球和压头，压头的下端设置为凹球面结构，弹性体的上端面设置为凹球面结构，钢球设置于压头和弹性体之间。其中，还设有保护罩，保护罩套罩于外壳的上端，保护罩设置为凹球面结构。其中，还包括压柱和压头，压柱的两端均设置为凸球结构，弹性体的上端面设置为平面结构，压柱的下端与弹性体的上端面触接，压柱的上端与压头点触接。其中，压柱的下端设有限位部，弹性体设有与限位部相配合的限位槽，限位部装配于限位槽。其中，还包括压柱和压头，压柱的上端设置为凸球面结构，压柱的上端与压头点触接；弹性体的上端面设置为凸球结构，压柱的下端与弹性体上端面点触接；压柱的下端的外沿设有限位部。其中，还设有保护套，保护套的一端与外壳的上端固定连接，另一端套设于压头的下部，压柱设置于保护套的内部。本实用新型的有益效果一种整体柱式称重测力传感器，包括弹性体、底座、外壳和弹性体上的多个应变计组成的电桥，弹性体包括一大柱形体，大柱形体中间设有与大柱形体呈一体结构设置的多个小柱形体。由于弹性体设置为一体成型结构，故强度高、性能稳定、精度高。
利用附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。图I是本实用新型一种整体柱式称重测力传感器的一个实施例的结构示意图。图2是本实用新型的弹性体的一个实施例的结构示意图。图3是本实用新型一种整体柱式称重测力传感器的另一个实施例的结构示意图。图4是本实用新型一种整体柱式称重测力传感器的另外一个实施例的结构示意图。在图I至图4中，包括I弹性体、2底座、3钢球、4外壳、5压头、6接线盒、7压柱、8限位部、9保护罩、10限位槽、11大柱形体、12小柱形体、13保护套。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。实施例I。本实用新型的一种整体柱式称重测力传感器，如图I和2所示，包括弹性体I、底座、外壳和弹性体I的多个应变计组成的电桥，弹性体I的一端紧固在底座上，弹性体I的另一端承载重力，一个大柱形体11的中间部分均匀设有与大柱形体11呈一体结构设置的多个小柱形体12 ;小柱形体12用来粘贴应变计，大柱形体11的两端分别连着小柱形体12，小柱形体12、应变计和大柱形体11共同组成弹性体I。优选的，大柱形体11的中间部分均匀设有与大柱形体11呈一体结构设置的四个小柱形体12。本实施例的大柱形体11为圆柱。本实施例中，所有小柱形体12均与大柱形体11的中轴线平行，所有小柱形体12的横截面中心均匀设置于以大柱形体11的横截面中心为圆心的圆上。其中，小柱形体12的横截面是指垂直小柱形体12中轴线的截面，大柱形体11的横截面是指垂直于大柱形体11中轴线的截面。本实施例的弹性体I是在一个大柱形体11中经过机械加工的方法将大柱形体11中间均匀加工成四个小柱形体12，小柱形体12用来粘贴应变计，大柱形体11的两端分别连着小柱形体12，由此组成了整体柱式的弹性体I,弹性体I的一端紧固在底座2上，另一端承载重力。四个小柱形体12和大柱形体11设置为一体成型结构，是一个不可分拆的整体。因此本实用新型的弹性体I强度高，稳定性好。相比现有的用螺丝钉装配组成整体的弹性体1，一方面由于螺丝钉强度有限，另一方面安装时的锁紧力也会存在各个小柱 形体12之间存在差异，另外使用中也可能会发生松动，故现有技术中的称重测力传感器的结构强度差，抗侧向力能力较弱。本实施例中，应变计感受来自大柱形体11承受的重力，每个小柱形体12分别粘贴有一组应变计组，应变计组包括一个横向设置的应变计和一个竖向设置的应变计，四组应变计组组成惠斯通平衡电桥，从而产生与重力成正比的电压输出。由于弹性体I中用于粘贴应变计的小柱形体12无需安装，故不存在安装产生误差而对传感器的性能产生影响的缺陷。该整体柱式称重测力传感器，还包括钢球3和压头5，压头5的下端设置为凹球面结构，弹性体I的上端面设置为凹球面结构，钢球3设置于压头5和弹性体I之间。该整体柱式称重测力传感器还设有保护罩9，保护罩9套罩于外壳4的上端，保护罩9设置为凹球面结构。其中，保护罩9不仅有效保护弹性体I以及钢球3不受外界影响，而且适当地限制了钢球3活动的范围。本实施例优选的，压头5和钢球3之间是点接触，这样保证了钢球3进行回位活动的自由性。被称物体的放置于压头5的上表面从而产生重力，小柱型体12上的应变计感受到来自大柱形体11承受的重力，并通过由四个应变计组成的惠斯通电桥产生与重力成正比的电压输出，从而测得被称物体的重量，并通过接线盒6中的线缆输出信号。实施例2。本实施例的一种整体柱式称重测力传感器与实施例I的不同之处在于，如图3所示，本实施例包括压柱7和压头5，压柱7的两端均设置为凸球结构，弹性体I的上端面设置为平面结构，压柱7的下端与弹性体I的上端面触接，压柱7的上端与压头5点触接。压柱7的下端设有限位部8，弹性体I设有与限位部8相配合的限位槽10，限位部装配于限位槽。限位部8可防止压柱7移动范围过大，保证压柱7在弹性体I的上表面来回移动。其中，限位部8是指压柱7的下端四周边沿的凸块，凸块设置为圆筒结构，与限位部8相应的限位槽10则设置为圆环形状的凹槽。该整体柱式称重测力传感器还设有保护套13，保护套13的一端与外壳4的上端固定连接，另一端套设于压头5的下部，压柱7设置于保护套13的内部。保护套13的设置可有效保护压柱7不受外界影响，稳定性高。本实施例的其它结构及原理与实施例I相同，在此不再赘述。[0037]实施例3。本实施例的一种整体柱式称重测力传感器与实施例2的不同之处在于，如图4所示，本实施例包括压柱7和压头5，压柱7的上端设置为凸球面结构，压柱7的上端与压头5点触接；弹性体I的上端面设置为凸球结构，压柱7的下端与弹性体I上端面点触接。压柱7的下端的外沿设有限位部8。其中，限位部8是指压柱7的下端四周边沿的凸块，凸块设置为圆筒结构，压柱7的下端的半径比弹性体I的上端的半径大，限位部8罩设在弹性体I的上端。本实施例的其它结构及原理与实施例2相同，在此不再赘述。实施例4。本实施例的一种整体柱式称重测力传感器与实施例I的不同之处在于，本实施例的大柱形体11为底面为多边形的棱柱体，本实施例优选四棱柱。本实施例的其它结构及原理与实施例I相同，在此不再赘述。 实施例5。本实施例的一种整体柱式称重测力传感器与实施例I的不同之处在于，本实施例的大柱形体11为底面为多边形的棱柱体，本实施例优选六棱柱。本实施例的其它结构及原理与实施例I相同，在此不再赘述。实施例6。本实施例的一种整体柱式称重测力传感器与实施例I的不同之处在于，本实施例的大柱形体11为底面为多边形的棱柱体，本实施例优选八棱柱。本实施例的其它结构及原理与实施例I相同，在此不再赘述。实施例7。本实施例的一种整体柱式称重测力传感器与实施例I的不同之处，在于大柱形体11的中间部分均匀设有与大柱形体11呈一体结构设置的八个小柱形体12，每个小柱形体12分别粘贴有一组应变计组，应变计组包括一个横向设置的应变计和一个竖向设置的应变计，同一水平面对角线上的应变计放置方向相同，八组应变计组组成惠斯通平衡电桥。最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
权利要求1.一种整体柱式称重测力传感器,包括弹性体、底座、外壳和所述弹性体的多个应变计组成的电桥，所述弹性体的一端紧固在底座上，所述弹性体的另一端承载重力，其特征在于一个大柱形体的中间部分均匀设有与所述大柱形体呈一体结构设置的多个小柱形体；所述小柱形体用来粘贴应变计，所述大柱形体的两端分别连着所述小柱形体，所述小柱形体、应变计和大柱形体共同组成弹性体。
2.根据权利要求I所述的一种整体柱式称重测力传感器,其特征在于所述大柱形体的中间部分均匀设有与所述大柱形体呈一体结构设置的四个小柱形体。
3.根据权利要求I所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于所有所述小柱形体的中轴线均与所述大柱形体的中轴线平行；所有所述小柱形体的横截面中心均匀设置于以所述大柱形体的横截面中心为圆心的圆上。
4.根据权利要求3所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于所述大柱形体的中间部分均匀设有与所述大柱形体呈一体结构设置的四个或者八个所述小柱形体，每个所述小柱形体分别粘贴有一组应变计组，所述应变计组包括一个横向设置的应变计和一个竖向设置的应变计，四组或者八组所述应变计组组成惠斯通平衡电桥。
5.根据权利要求4所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于还包括钢球和压头，所述压头的下端设置为凹球面结构，所述弹性体的上端面设置为凹球面结构，所述钢球设置于所述压头和所述弹性体之间。
6.根据权利要求5所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于还设有保护罩，所述保护罩套罩于所述外壳的上端，所述保护罩设置为凹球面结构。
7.根据权利要求4所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于还包括压柱和压头，所述压柱的两端均设置为凸球结构，所述弹性体的上端面设置为平面结构，所述压柱的下端与所述弹性体的上端面触接，所述压柱的上端与所述压头点触接。
8.根据权利要求7所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于所述压柱的下端设有限位部，所述弹性体设有与所述限位部相配合的限位槽，所述限位部装配于所述限位槽。
9.根据权利要求4所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于还包括压柱和压头，所述压柱的上端设置为凸球面结构，所述压柱的上端与所述压头点触接；所述弹性体的上端面设置为凸球结构，所述压柱的下端与所述弹性体上端面点触接；所述压柱的下端的外沿设有限位部。
10.根据权利要求7或9所述的一种整体柱式称重测力传感器，其特征在于还设有保护套，所述保护套的一端与所述外壳的上端固定连接，另一端套设于所述压头的下部，所述压柱设置于所述保护套的内部。
专利摘要一种整体柱式称重测力传感器包括应变式测力传感器的核心部件弹性体及由贴在弹性体上的电阻应变计所组成的平衡电桥。弹性体贴有应变计并组成电桥，装有承力的底座和防护的外壳。弹性体由一个大柱形体经过机械加工，把中间位置均匀加工成四个或多个小柱形体，小柱形体均匀分布在大柱形体上并平行且对称，小柱形体两端连接于大柱形体两端组成一个整体弹性体。弹性体通过螺母或焊接紧固在底座上。小柱体中间粘贴电阻应变计，从而感受由两端的大柱形体传到中间的小柱形体上的力或重量，实现测力或称重,并具有稳定性好、精度高、抗侧向力和抗冲击力强等特点。
文档编号G01G3/12GK202494503SQ201220008530
公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者伍德常 申请人:东莞市华兰海电子有限公司