一种改进型压电式径向冲击力传感器的制作方法

本实用新型涉及测力传感器技术领域，特别是涉及一种改进型压电式径向冲击力传感器。

背景技术：

压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应为原理制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩变形)时，由于内部电荷的极化效应，会在其表面产生电荷的现象。而在金属成形过程中，需要利用压电传感器进行模具的应力及冲击力检测，以监测模具的工作状态，保证工艺过程的顺利进行。

目前，压电传感器为中空的圆环状结构，压感元件设置在圆环中并与引线相连接；在使用过程中，圆环套设在模具上，模具的运动引起压敏元件产生平行于圆环轴线方向的位移，并产生相应的压电效应，以此检测模具平行于圆环中心轴方向上的作用力。但是，现有的压电传感器受限于其结构特点，安装时需套设在模具上，增大了与待测作用力距离，导致其检测精度较低，且只能检测轴向作用力，无法实现径向力的检测，增大了其局限性。

因此，对现有的压电传感器进行改造，以提高模具作用力的检测精度，并实现径向力检测，提高传感器的性能，并且实现安装操作过程的便捷性，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种改进型压电式径向冲击力传感器，可实现径向力的检测，提高传感器的检测精度，且提高了安装操作过程的便捷性。

一种改进型压电式径向冲击力传感器，包括外壳、压敏元件、驱动件和连接线；所述外壳内部设有锥体腔，与锥体腔对应的壳壁上设有贯穿壁厚的多个U形槽和直槽，外壳内部还设有与锥体腔连通的腰形孔；所述压敏元件包括依次连接的腰形柱和锥台部，腰形柱与所述外壳的腰形孔适配，锥台部设有一贯通直径方向的U形缺口，U形缺口内设置有传感件，腰形柱内设有与U形缺口底面连通的放线孔，所述连接线穿过放线孔与传感件连接；所述压敏元件的锥台部的最大外径大于自然状态下所述外壳的锥体腔的最大内径；所述压敏元件的腰形柱穿过外壳的腰形孔与驱动件螺纹连接。

外壳壳壁上U形槽和直槽的设计，使得外壳的径向形成可伸缩的结构；将该传感器与工具杆连接，然后插接在相应的检测孔中，通过对驱动件的旋拧，使得锥体腔的内壁和压敏元件的锥台部紧密贴合，同时使得外壳的锥体腔侧的壳壁处于扩张膨胀的状态，从而实现对检测孔中传感器的自紧固，保证了检测过程中的稳定性，提高了安装操作过程的便捷性。腰形孔和腰形柱的配合，使得压敏元件不会随驱动件的旋拧紧固而转动，有效地避免了压敏元件检测位置的变化，提高了检测精度。锥体腔和锥台部的配合设计，当通过驱动件对腰形柱紧固时，锥台部会轴向移动，逐步压紧锥体腔的内壁，从而实现外壳靠锥体腔侧的膨胀扩张，更便于通过摩擦力对传感器的固定。

优选地，所述U形槽和直槽的数量均为两个，U形槽在外壳的周向上呈对称布置，直槽在外壳的周向上也呈对称布置，可实现外壳靠锥体腔侧的均匀扩张。

优选地，所述直槽的一端延伸至锥体腔的大直径端面；所述U形槽的开口方向靠锥体腔的大直径端面，且U形槽的长度小于锥体腔的长度。直槽和U形槽的设计，使得外壳靠锥体腔侧的扩张更为容易，便于对传感器在检测孔中的紧固。

优选地，所述U形槽和直槽均与外壳的轴线平行。

优选地，所述驱动件一端面沿周向设有两个对称的弧形凸台，弧形凸台与驱动件的直径相同，且驱动件的外径不大于所述外壳靠腰形孔端的外径。弧形凸台的设计便于相关器件对它的旋拧。

优选地，所述外壳靠腰形孔端的外表面设有反手螺纹，反手螺纹与腰形柱上的螺纹旋向相反。当外壳的反手螺纹和工具杆相接后，由于反手螺纹与腰形柱上的螺纹旋向相反，当通过相关器件对驱动件旋拧时，保证工具杆不动，可使传感器不随驱动件的旋转而发生移动或转动，提高了安装过程的精度，从而保证了检测的精度。

优选地，所述外壳的长度为15mm-100mm，外壳处于扩张状态时，锥体腔与锥台部贴合处的最大内径不小于锥台部的最大外径。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型将该传感器与工具杆连接，然后插接在相应的检测孔中，通过对驱动件的旋拧，使得锥体腔和压敏元件的锥台部紧密贴合，同时使得外壳的锥体腔侧的壳壁处于扩张膨胀的状态，从而实现对检测孔中传感器的自紧固，保证了检测过程中的稳定性，提高了安装操作过程的便捷性，提高了检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的器件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各器件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例外壳的结构示意图；

图3为图2的半剖视图；

图4为图2的俯视图；

图5为图2的侧视图；

图6为本实施例压敏元件的结构示意图；

图7为图6的侧视图；

图8为本实施例驱动件的结构示意图；

图9为图8的侧视图。

附图中，1-外壳，11-锥体腔，12-U形槽，13-直槽，14-腰形孔，15-反手螺纹，2-压敏元件，21-锥台部，211-U形缺口，22-腰形柱，23-传感件，24-放线孔，3-驱动件，31-弧形凸台，4-连接线

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。

如图1至图9所示，本实施例公开了一种改进型压电式径向冲击力传感器，包括外壳1、压敏元件2、驱动件3和连接线4；外壳1内部设有锥体腔11，与锥体腔11对应的壳壁上设有贯穿壁厚的多个U形槽12和直槽13，外壳1内部还设有与锥体腔11连通的腰形孔14；压敏元件2包括依次连接的腰形柱22和锥台部21，腰形柱22与外壳1的腰形孔14适配，锥台部21沿径向设有一U形缺口211，U形缺口211内设置有传感件23，腰形柱22内设有与U形缺口211底面连通的放线孔24，连接线4穿过放线孔24与传感件23连接；压敏元件2的锥台部21的最大外径大于自然状态下外壳的锥体腔11的最大内径；压敏元件2的腰形柱22穿过外壳1的腰形孔14与驱动件3螺纹连接。腰形孔14和腰形柱22的配合，使得压敏元件2不会随驱动件3的旋拧紧固而转动，有效地避免了压敏元件2检测位置的变化，提高了检测精度。锥体腔11和锥台部21的配合设计，当通过驱动件3对腰形柱22紧固时，锥台部21会轴向移动，逐步压紧锥体腔11的内壁，从而实现外壳1靠锥体腔11侧的膨胀扩张，便于通过摩擦力对传感器23的固定。

U形槽12和直槽13的数量均为两个，U形槽12在外壳1的周向上呈对称布置，直槽13在外壳1的周向上也呈对称布置，U形槽12和直槽13均与外壳的轴线平行，可实现外壳1靠锥体腔11侧的均匀扩张。直槽13的一端延伸至锥体腔11的大直径端面；U形槽12的开口方向靠锥体腔11的大直径端面，且U形槽12的长度小于锥体腔11的长度。直槽13和U形槽12的设计，使得外壳1靠锥体腔11侧的扩张更为容易，便于对传感器在检测孔中的紧固。外壳1壳壁上U形槽12和直槽13的设计，使得外壳1具有弹性，其径向形成可伸缩的结构；将该传感器与工具杆连接，然后插接在相应的检测孔中，通过对驱动件3的旋拧，使得锥体腔11的内壁和压敏元件2的锥台部21紧密贴合，同时使得外壳1的锥体腔11侧的壳壁处于扩张膨胀的状态，从而实现对检测孔中传感器的自紧固，保证了检测过程中的稳定性，提高了安装操作过程的便捷性。

此外，外壳1的长度为15mm-100mm，外壳1处于扩张状态时，锥体腔11与锥台部贴合处的最大内径不小于锥台部21的最大外径。驱动件3一端面沿周向设有两个对称的弧形凸台31，弧形凸台31与驱动件3的直径相同，且驱动件3的外径不大于外壳1靠腰形孔14端的外径。弧形凸台31的设计便于相关器件对它的旋拧。外壳1靠腰形孔14端的外表面设有反手螺纹15，反手螺纹15与腰形柱22上的螺纹旋向相反。当外壳1的反手螺纹15和工具杆相接后，由于反手螺纹15与腰形柱22上的螺纹旋向相反，当通过相关器件对驱动件旋拧时，保证工具杆不动，可使传感器不随驱动件3的旋转而发生移动或转动，提高了安装过程的精度，从而保证了检测的精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。