客车乘客门测力计的制作方法

本实用新型涉及一种客车乘客门关闭力的测量装置，该装置也可用于其他场合的力的测量。

背景技术：

客车动力控制乘客门是乘客上下客车的必经通道，作为客车安全结构中的重要部分，为保证乘客在遇到客车关门时，不被车门伤害或夹住，其乘客门关闭力的大小与乘客安全息息相关，在现行的GB13094-2007《客车结构安全要求》国家标准中并未对客车乘客门关闭力的测量装置有详细图示说明，在即将重新修订实施的GB13094—201×《客车结构安全要求》报批稿中，对其有了明确的规定，并将强制实施。就目前而言，国内对客车乘客门关闭力的测量基本利用单独电阻应变式或单独弹簧式测力工具。单独电阻应变式测力工具精度高，但操作不便，且测量装置变形量极小，容易对被测件造成损伤；单独弹簧式测力工具成本低，结构简单，但是精度低，操作不便，且并不能完全满足新标准的测量技术要求。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于克服现有技术的上述不足，而提供一种结构简单、操作方便、便于携带及测量精度高的客车乘客门测力计。

本实用新型的技术方案是：包括外套筒、内套筒、压力弹簧、金属电阻应变片；所述外套筒左端开口、右端封闭，所述内套筒左端封闭、右端开口，所述内套筒右端开口经限位件插装于外套筒左端开口形成一封闭的组合筒，装于组合筒内的压力弹簧一端经金属电阻应变片与外套筒右端相抵、另一端与内套筒左端相抵，金属电阻应变片的数据输出端口镶嵌在外套筒上，外套筒与内套筒形成的滑动空腔。

所述限位件为限位螺栓，限位螺栓通过外套筒上的螺孔接触内套筒右端的限位台。

所述外套筒由两段直径不同的圆柱筒组成，直径较大一段用于与手柄座、手柄连接，限位螺栓安装在直径较大一段，外套筒右端内部底面安装固定金属电阻应变片，金属电阻应变片数据输出端口安装在直径较小一段上。

所述外套筒通过手柄座与手柄连接为一体。

所述手柄座为外套筒与手柄的过渡连接部件，其上部与外套筒接触面为圆柱曲面，下部与手柄接触面为平面。

所述限位件至少为两个，且沿外套筒径向均匀布置。

本实用新型利用两个套筒相向套入形成一个滑动空腔，滑动腔内部安装有压力弹簧与金属电阻应变片，且两个套筒之间有防止套筒脱出的限位装置，当弹簧为自由状态时，限位螺栓正好接触到内套筒的限位凸台起到限位作用。套筒两端受力压缩时，弹簧和金属电阻应变片同时受力，压力数据通过数据输出端口传输到外接显示装置。测量时，先通过数据输出端口连接外部显示装置，双手水平握住测力计，将外套筒的端面贴近乘客门主要关闭侧的中点位置，通过动力操纵乘客门的关闭，结束后通过外界显示装置找出反作用力与时间的函数关系，计算最大的关闭力。本实用新型主要通过内套筒和外套筒两端的两端面与被测件平面接触，保证了力测量的准确性，测量时只需双手握住手柄，也极大得方便了操作的进行，同时通过两个套筒内部弹簧的压缩和金属电阻应变片数据的实时输出，保证了数据的连续性、有效性。本实用新型能够适应现行国家标准GB 13094-2007及GB 13094—201×《客车结构安全要求》报批稿规定全部车型的客车乘客门关闭力的测量要求，有效解决现有测量方案存在的不足。

本实用新型的主要特点：1、测量装置设有手柄，有效实现了一人便捷、安全、独立操作；2、测量装置采用轻型材料，重量轻，体积小，便于携带。3、将限位装置取出后，可以更换内套筒和弹簧尺寸，以满足不同的测量要求。4、适用范围广，生产成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的使用状态图。

图3是手柄座的结构示意图。

图4是金属电阻应变片的结构示意图。

具体实施方式

图1中，本实用新型包括外套筒1、金属电阻应变片2、数据输出端口3、手柄座4、手柄5、内套筒6、压力弹簧7和限位螺栓8。外套筒1通过手柄座4与手柄5连接为一体，压力弹簧7安装在外套筒1与内套筒6之间，压力弹簧7的一端与内套筒6连接固定，另一端与安装在外套筒1内侧的金属电阻应变片2连接固定，金属电阻应变片2的数据输出端口3镶嵌在外套筒1上，限位螺栓8通过外套筒1上的螺孔接触内套筒6顶端的限位台起到限位作用。外套筒1由两段直径不同的圆柱筒组成，直径较大一段用于与手柄座、手柄4连接，并且限位螺栓8也安装在直径较大一段。外套筒1内部底面安装固定有金属电阻应变片2，其数据输出端口3安装在直径较小一段上。手柄座4为外套筒1与手柄5的过渡连接部件，其上部与外套筒1接触面为圆柱曲面，下部与手柄5接触面为平面。金属电阻应变片2安装在压力弹簧7与外套筒1之间，能测出压力弹簧的实时压力数据，数据通过数据输出端口3与外部设备进行传输。压力弹簧7安装在外套筒1和内套筒6内部，能使之在适当的力的作用下被压在一起。内套筒6套在外套筒1内部，通过限位螺栓8限位，防止其脱出。限位螺栓8在外套筒1上的数量至少为两个，且在外套筒1的同一高度对称安置。

客车乘客门测力计处于自然状态，限位螺栓8正好接触到内套筒6的限位凸台，防止套筒脱出起到限位作用，限位螺栓8应至少布置2个，且对称分布，以保证外套筒1与内套筒6的同轴度。外套筒1由两段直径不同的圆柱筒组成，圆柱筒的外端面是直径L3=100mm的圆端面，金属电阻应变片2安装与紧贴外套筒1的内底面，金属电阻应变片2示意图详见图4。压力弹簧7的刚度为10N/mm，其一端与金属电阻应变片2接触，另一端固定于内套筒6的内底面，压力弹簧的规格可以选用外径2D=60mm，自由高度L1-5mm=110mm。当客车乘客门测力计不受力时，压力弹簧7处于自然状态，外套筒1与内套筒6形成的滑动空腔自然长度L1=115mm。压力弹簧7的最大变形量应限制在L2=30 mm，以达到最大峰值300 N，内套筒6的长度L4=55mm，以保证其测量范围可适应GB13094—201×《客车结构安全要求》报批稿的规定。根据实际需要可以将L1、L2和L3设定为其他值，同样满足现行标准GB 13094-2007，因此可以制作不同长度的内套筒6和压力弹簧7，使用时只需卸掉限位螺栓8即可更换。压力弹簧7、金属电阻应变片2、滑动空腔和锁止机构可预先安装校正，保证整个传感器的刚度误差±0.2N/mm。

图2中显示客车乘客门测力计两端受力压缩的状态，活动端内套筒6的外端面直径L5=90mm，外套筒1直径较小的一段圆筒长度为L6=30mm，数据输出端口3布置在该段圆筒上。数据输出端口3设置RS-232或更高传输速率的接口，并且其直径L7应不大于20mm，端口的设置应牢固地安装在外套筒1上。手柄座4为外套筒1与手柄5的过渡连接部件，其上部与外套筒接触面为圆柱曲面，下部与手柄接触面为平面，左视图见图3。手柄5直径L9=30mm，长度L8=230mm，其长度可以根据实际情况设定为其他值，以满足操作人员能方便地握稳，便于测量。

图3显示为手柄座4的左视图，其宽度L11=35mm。其上下表面以焊接的方式同外套筒1，和手柄5采用螺栓螺孔连接。

图4中，金属电阻应变片2采用丝式应变片，由一根具有高电阻系数的电阻丝（直径0.015—0.05mm），平行地排成栅形，电阻值120 Ω，牢贴在薄纸片上，电阻纸两端焊有引出线，表面覆一层薄纸，即制成了纸基的电阻丝式应变片。用胶水将金属电阻应变片2一端粘贴于压力弹簧7表面上，另一端粘贴于外套筒1内端面，压力弹簧7随着动态压力而产生变形时，金属电阻应变片2也跟随变形，并将实时数据通过数据输出端口3输出。金属电阻应变片的尺寸应满足L12=30mm，L13=45mm。

测量时，客车应停放在水平面上。先通过数据输出端口连接外部显示装置，设置储存路径。在乘客门的主要关闭侧分别测量以下两点：一点位于乘客门的中点，一点位于乘客门底边向上150 mm处。双手水平握住测力计，将外套筒的端面贴近测量点位置，通过动力操纵乘客门的关闭压紧该测力装置的两个测量端面，结束后通过外界显示装置找出反作用力与时间的函数关系，计算最大的关闭力。