一种力传感器疲劳测试机构的制作方法

本实用新型属于传感器测试领域，涉及一种力传感器疲劳测试机构，主要用于力传感器的疲劳性能测试。

背景技术：

力传感器是将力的量值转换为相关电信号的器件。力是引起物质运动变化的直接原因。力传感器能检测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量，在动力设备、工程机械、各类工作母机和工业自动化系统中，成为不可缺少的核心部件。

在力传感器使用全寿命过程中，会出现数万次反复加载使用的情况。为快速了解力传感器正常工作情况下所能承受的最大加载次数(对应相应的使用寿命)，需要在较短的时间内对力传感器样品进行反复加载，即进行疲劳测试，以快速了解掌握其正常工作情况下的加载次数极限。

因此，有必要设计一种力传感器疲劳测试机构。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种力传感器疲劳测试机构，能够利用电机驱动的施力组件，施力组件的输出轴推动踏板杠杆组件一端下移，相应的踏板杠杆组件另一端则上移，推动与之铰接的上顶块上移，直至顶住上部固定的待测试的力传感器，实现力的加载，之后电动机断电卸载，从而实现反复加载，进行疲劳测试。

根据本实用新型的一个方面，提供一种力传感器疲劳测试机构，包括：

固定底板，其上安装有踏板杠杆组件、施力组件和力传感器固定组件；

所述踏板杠杆组件中部设有枢轴，铰接在所述固定底板上，能够枢轴转动；

力传感器固定组件用于固定待测的力传感器，位于所述踏板杠杆组件的另一端；

施力组件包括施力机构，施力机构的输出轴推动踏板杠杆组件一端下移，相应的踏板杠杆组件另一端则上移，向力传感器固定组件上的力传感器施加作用力。

进一步地，所述固定底板上设置有杠杆铰接座和铰接销钉；

所述踏板杠杆组件包括杠杆和第一杠杆铰接孔，所述第一杠杆铰接孔设置在所述杠杆的中部，通过所述铰接销钉铰接到所述杠杆铰接座上。

进一步地，所述力传感器固定组件包括：

两个固定侧板，固定安装在所述固定底板上；

上顶块，所述上顶块以可上下滑动的方式安装在两个固定侧板的上部；

力传感器下固定板和力传感器上固定板，安装在所述固定侧板的顶部，待测的力传感器放置在二者之间；

所述上顶块的凸起能够通过下固定板的安装孔向待测的力传感器施加作用力。

进一步地，所述两个固定侧板相对的侧面设有滑道，所述上顶块能够沿所述滑道上下移动。

进一步地，所述上顶块的下端设有带孔双耳结构；

所述杠杆的一端设有第二杠杆铰接孔和杠杆铰接板，所述杠杆铰接板通过第一销钉铰接到所述杠杆的一端；

所述杠杆铰接板通过第二销钉铰接到所述上顶块的带孔双耳结构。

进一步地，所述踏板杠杆组件包括踏板，固定连接在所述杠杆的另一端。

进一步地，所述杠杆设置有第二杠杆铰接孔，所述施力组件包括：

施力机构固定板，固定连接在所述固定底板上，所述施力机构通过其上的凸出固定圆柱块连接在所述施力机构固定板的孔中，并以该孔为枢轴转动；

所述施力机构的输出轴通过施力输出轴用销钉与所述第二杠杆铰接孔铰接。

进一步地，所述施力组件还包括电机，安装在所述施力机构的一侧，电机轴与所述施力机构连接。

进一步地，所述施力机构为电机驱动的凸轮机构、电动推杆机构或者伸缩杆机构，能够将电机轴的旋转运动转化为输出轴的上下直线运动。

进一步地，所述力传感器上固定板通过螺钉连接在力传感器下固定板上，压紧固定所述力传感器。

本实用新型的力传感器疲劳测试机构，能够利用电机在较短的时间内对力传感器样品进行反复加载，完成力传感器的疲劳测试，效率很高。除此以外，在电源提供不方便的场合，本实用新型还可以实现人脚踩的方式实现加载疲劳测试。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1～图4是本实用新型实施例的力传感器疲劳测试机构总体结构图，图1是总体结构的主视图，图2是总体结构的俯视图，图3是总体结构的右视图，

图4是总体结构的正等测立体视图。

图5是本实用新型实施例的踏板杠杆组件的立体视图。

图6和图7从两个角度显示了施力组件的立体视图。

图8是力传感器固定组件的爆炸立体视图。

图9是力传感器固定组件的未爆炸立体视图。

附图标记：

踏板杠杆组件1、施力组件2、力传感器固定组件3，

踏板11、杠杆12、第二杠杆铰接孔13、第一杠杆铰接孔14、杠杆铰接板15、第一销钉16、第二销钉17，

施力机构21、施力输出轴用销钉22、凸出固定圆柱块23、输出轴24、施力机构固定板25、电机26、电机轴27，

固定底板31、铰接销钉32、杠杆铰接座33、固定侧板34、上顶块35、下固定板36、力传感器37、上固定板38、螺钉39、滑道341。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本实用新型提供一种力传感器疲劳测试机构，包括：

固定底板，其上安装有踏板杠杆组件、施力组件和力传感器固定组件；

所述踏板杠杆组件中部设有枢轴，铰接在所述固定底板上，能够枢轴转动；

力传感器固定组件用于固定待测的力传感器，位于所述踏板杠杆组件的另一端；

施力组件包括施力机构，施力机构的输出轴推动踏板杠杆组件一端下移，相应的踏板杠杆组件另一端则上移，向力传感器固定组件上的力传感器施加作用力。

具体来讲，利用电机驱动的施力组件，施力组件的输出轴推动踏板杠杆组件一端下移，相应的踏板杠杆组件另一端则上移，推动与之铰接的上顶块上移，直至顶住上部固定的待测试的力传感器，实现力的加载，之后电动机断电卸载，踏板杠杆组件另一端则下移回到初始位置。通过给电机通断电脉冲信号，即可实现力传感器的反复加载，从而实现疲劳测试。例如，可以设置电动机每2s通电1次，保持1s，之后断电。如此一来，1小时即可重复加载1800次，10小时即可实现18000次加载的疲劳测试，效率很高。除此以外，在电源提供不方便的场合，本实用新型还可以实现人脚踩的方式(可选择合适的杠杆比例)，同样实现加载疲劳测试。

为便于理解本实用新型实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本实用新型，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本实用新型。下面参照附图详细说明本实用新型的实施例。

图1～图4是力传感器疲劳测试机构总体结构图。需要说明的是，施力机构21可以是凸轮机构或者电动推杆机构或者其他电机驱动的伸缩杆机构；由于施力机构21的具体内部结构不是本实用新型论述的重点，为清楚阐述整个疲劳测试机构的结构，没有显示施力机构21的具体内部结构。

在总体结构中，也省去了力传感器上固定板38，以便更清楚的显示力传感器的安装位置。其中，图1是总体结构的主视图，图2是总体结构的俯视图，图3是总体结构的右视图，图4是总体结构的正等测立体视图。

从图1～图4中可以看出，力传感器疲劳测试机构总体主要包括3大部分：踏板杠杆组件1、施力组件2、力传感器固定组件3。下面详细论述各组件具体组成及相互连接关系。

图5显示了踏板杠杆组件1的立体视图，可以看出踏板杠杆组件1主要包括踏板11、杠杆12、第二杠杆铰接孔13、第一杠杆铰接孔14、杠杆铰接板15、第一销钉16、第二销钉17。其中，踏板11与杠杆12采用焊接等方式固连在一起。杠杆铰接板15能够以第一销钉16为枢轴转动。

图8是力传感器固定组件3爆炸立体视图，图9是力传感器固定组件3的未爆炸立体视图。可以看出力传感器固定组件3主要包括固定底板31、铰接销钉32、杠杆铰接座33(两个)、固定侧板34(两个)、上顶块35、力传感器下固定板36、力传感器37、力传感器上固定板38、螺钉39等。

其中，两个杠杆铰接座33通过焊接等方式固定在固定底板31上。第一杠杆铰接孔14设置在所述杠杆12的中部，可以通过铰接销钉32铰接到所述杠杆铰接座33上。可以设置多个第一杠杆铰接孔14，用于调整合适的杠杆比例。铰接销钉32将杠杆铰接座33和杠杆铰接孔14连接起来，实现了踏板杠杆组件1绕着以铰接销钉32为枢轴的转动。

两个固定侧板34通过焊接等方式固定在固定底板31上。上顶块35可以在固定侧板34的两个滑道341中上下移动。力传感器下固定板36通过螺钉连接在两个固定侧板34上。力传感器37放置在力传感器下固定板36的安装孔中，上面通过力传感器上固定板38压紧固定。螺钉39将力传感器上固定板38连接固定在力传感器下固定板36上，实现了力传感器37的压紧固定。

所述杠杆12的一端设有第二杠杆铰接孔13和杠杆铰接板15，所述杠杆铰接板15通过第一销钉16铰接到所述杠杆12的一端。通过第二销钉17，上顶块35的下端的带孔双耳结构实现了与杠杆铰接板15的连接。所述上顶块35的凸起能够通过下固定板36的安装孔向待测的力传感器37施加作用力。

图6和图7从两个角度显示了施力组件2的立体视图，可以看出施力组件2主要包括施力机构21、施力输出轴用销钉22、凸出固定圆柱块23、施力输出轴24、施力机构固定板25、电机26、电机轴27等。

其中，施力机构21通过其上的凸出固定圆柱块23固定在施力机构固定板25的孔中，并可以该孔为枢轴转动。电机26通过螺钉连接或者外壳焊接等方式固定在施力机构21上。施力机构固定板25通过焊接等方式固定在固定底板31上，使得整个施力组件2得以安装固定在固定底板31上。施力输出轴24通过施力输出轴用销钉22与第二杠杆铰接孔13实现铰接。

施力机构21可以是凸轮机构或者电动推杆机构或者其他电机驱动的伸缩杆机构，能够将电机轴27的旋转运动转化为施力输出轴24上下直线运动，进而推动与之铰接的踏板杠杆组件1的左端绕着铰接销钉32上下转动，与跷跷板类似，相应的踏板杠杆组件1的右端也上下转动，通过杠杆铰接板15的传递，推动上顶块35上下移动，实现了给力传感器施加或者释放作用力。

可选地，还可以在杠杆12的杠杆铰接板15一端设置复位弹簧(未示出)，复位弹簧连接固定底板31与杠杆12一端之间，便于杠杆12一端在电机断电的时候回到初始位置。

整个力传感器疲劳测试结构工作原理是：电机26间歇式通电，通电时，电机轴27转动，通过施力机构21，将电机轴27的旋转运动转化为施力输出轴24向下直线运动，进而推动与之铰接的踏板杠杆组件1的左端绕着铰接销钉32向下转动，相应的踏板杠杆组件1的右端向上转动，通过杠杆铰接板15的传递，推动与之连接的上顶块35向上移动，直至顶住力传感器37并施加力，该力值大小可由驱动电机的电流大小进行调节。施加力并保持一端时间后，电动机断电，施加在力传感器的力得到释放。由此就实现了给力传感器施加或者释放作用力。

例如，可以设置电动机每2s通电1次，保持1s，之后断电。如此一来，1小时即可重复加载1800次，10小时即可实现18000次加载的疲劳测试，效率很高。除此以外，在电源提供不方便的场合，本实用新型还可以实现人脚踩的方式(选择合适的杠杆比例)，同样实现加载疲劳测试。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。