一种基于双传感器的压力轨迹测量模组的制作方法

1.本实用新型涉及压力传感器及计量衡器技术领域，具体涉及一种基于双传感器的压力轨迹测量模组。


背景技术：

2.目前对于压力轨迹测量的实现模式被称之为“四通道扫描技术”，在压力面的四个角落布置四只压力传感器，参见图1中的1、2、3、4这4点为压力传感器，这四个压力传感器必须分布在一个假想矩形的四个顶点。主pcba分别扫描四只传感器受到的压力f1、f2、f3、f4，通过分别计算(f2+f3)/(f1+f2+f3+f4)和(f1+f2)/(f1+f2+f3+f4)来取得相对位置的横坐标值及纵坐标值，再通过与压力面(即四个传感器形成的矩形)长宽值分别乘这个比值即可还原出压力所在的轨迹点。
3.但是上述“四通道扫描技术”应用在下列场景中受到限制：
4.1.四个传感器必须放置在一个矩形的四个顶点上。如果，四个传感器的摆放位置无规律，则无法根据上述方法计算位置。
5.2.当压力点位于四个特征点a、b、c、d构成的菱形区域，对轨迹点的推算精确有效。但当压力点位于四个传感器所构成的矩形区域之内且四个特征点a、b、c、d构成的菱形区域之外的范围时，位置点的推算精确性将大大降低。
6.3.无法还原压力点落在四个传感器构成的矩形区域之外的轨迹点。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种基于双传感器的压力轨迹测量模组，以降低轨迹测量对传感器位置的要求，扩大轨迹测量的适用范围，减小压力模组的体积。
8.为解决上述技术问题，提供了如下技术方案：
9.本实用新型提供了一种基于双传感器的压力轨迹测量模组，包括压力测量组件和受力框架，所述受力框架设置于所述压力测量组件的上侧，所述压力测量组件包括：上承重壳体；下固定壳体，设置于所述上承重壳体的下侧，与所述上承重壳体之间有间隙；两只压力传感器，均设置于所述上承重壳体和所述下固定壳体形成的容纳空腔内，所述压力传感器之间互相中心对称设置；pcb板，固定于所述下固定壳体上，设置于所述压力传感器下，所述压力传感器均与所述pcb板电连接；所述受力框架的一端中部固定于所述上承重壳体的上侧，另一端悬空设置。
10.由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种基于双传感器的压力轨迹测量模组，设置有上承重壳体和下固定壳体，上承重壳体与下固定壳体之间无接触，在压力施加过程中因传感器或上承重壳体与下固定壳体之间结构的变形，避免二者之间任何潜在可能的接触，从而造成的传感器测量不准的情况。受力框架设置于上承重壳体的上侧，施加压力在受力框架上，通过传感器的输出值获取与预设点的力值偏差量，从而获得位置信息，确定压
力点。通过这种方式，传感器可获取投影区域以外的压力点的位置信息，降低了压力点与传感器之间的位置关系要求，从而能够做到缩小传感器分布位置的大小。
11.可选地，所述上承重壳体的上表面设置有两个凹槽，所述凹槽中心对称设置，所述凹槽的下表面均设置有限位槽一。
12.可选地，所述下固定壳体的上表面分为平面段和两个突起段，所述突起段中心对称设置，所述两个突起段的上表面分别设置有一个限位槽二。
13.可选地，所述上承重壳体的侧壁下端包覆在所述下固定壳体的侧壁上端外部。
14.可选地，所述压力传感器包括上压力面和下固定面，所述上压力面位于所述压力传感器的上端，所述下固定面位于所述压力传感器的下端，所述上压力面与所述下固定面位于所述压力传感器的不同侧。
15.可选地，所述上压力面与所述限位槽一的下表面贴合，所述下固定面与所述限位槽二的上表面贴合。
16.可选地，所述上承重壳体上包括四个扩展装配位和四个传感器装配孔，所述扩展装配位设置于所述上承重壳体的上表面，所述扩展装配位贯穿设置有螺栓用以与所述受力框架固定连接，所述传感器装配孔每两个一组分别设置于所述两个凹槽内，所述传感器装配孔均贯穿设置有螺栓且固定所述上压力面。
17.可选地，所述下固定壳体上包括四个基座安装孔和四个传感器装配位，所述基座安装孔贯穿设置有螺栓用以将所述压力测量组件固定于基座上，所述传感器装配位与所述传感器装配孔交错设置，所述传感器装配孔均贯穿设置有螺栓且固定所述下固定面。
18.可选地，所述下固定壳体上还设置有两个安装孔位，所述上承重壳体上设置有两个安装孔，所述安装孔位与所述安装孔一一对应设置，所述pcb板的两端设置有两个通孔，所述安装孔位、所述通孔与所述安装孔内贯穿设置有螺栓。
19.可选地，所述受力框架为轴对称框架，所述受力框架的对称轴平行于所述两只压力传感器中点连线的中垂线。
20.采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
21.1)通过将受力框架设置于上承重壳体的上侧，施加压力在受力框架上，通过传感器的输出值获取与预设点的力值偏差量，从而获得位置信息，确定压力点。通过这种方式，传感器可获取投影区域以外的压力点的位置信息，降低了压力点与传感器之间的位置关系要求，从而能够做到缩小传感器分布位置的大小。
22.2)采用两只传感器代替现有四只传感器的轨迹获取的方法，降低了传感器的设置数量，从而降低了生产成本。
23.3)受力框架可以根据需求进行大小调整，从而调节压力面的大小，提高了压力模组的结构的灵活性，便于适应应用场景的需求。
附图说明
24.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或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
25.图1为本实用新型背景技术提供的四通道扫描技术的示意图；
26.图2为本实用新型一实施例提供的一种基于双传感器的压力轨迹测量模组的立体结构示意图；
27.图3为本实用新型一实施例提供的下固定壳体与压力传感器的安装结构俯视图；
28.图4为本实用新型一实施例提供的压力传感器的正视图；
29.图5为本实用新型一实施例提供的上承重壳体的俯视图；
30.图6为本实用新型一实施例提供的下固定壳体的俯视图；
31.图7为本实用新型一实施例提供的压力测量组件与受力框架的安装示意图；
32.图8为本实用新型一实施例提供的坐标系建立示意图。
33.附图标记：
[0034]1‑
上承重壳体；11
‑
扩展装配位；12
‑
传感器装配孔；13
‑
安装孔；14
‑
凹槽；141
‑
限位槽一；2
‑
下固定壳体；21
‑
基座安装孔；22
‑
传感器装配位；23
‑
安装孔位；24
‑
平面段；25
‑
突起段；251
‑
限位槽二；3
‑
压力传感器；3
‑
压力传感器；31
‑
上压力面；32
‑
下固定面；4
‑
pcb板；5
‑
受力框架。
具体实施方式
[0035]
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实用新型的保护范围。
[0036]
需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0037]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0038]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0039]
参见图2，本实施例提供了一种基于双传感器的压力轨迹测量模组，包括压力测量组件和受力框架5，受力框架5设置于压力测量组件的上侧，压力测量组件包括：上承重壳体1；下固定壳体2，设置于上承重壳体1的下侧，与上承重壳体1之间有间隙；两只压力传感器3，均设置于上承重壳体1和下固定壳体2形成的容纳空腔内，参见图3，压力传感器3之间互相中心对称设置；pcb板4，固定于下固定壳体2上，设置于压力传感器3下，压力传感器3均与pcb板4电连接。受力框架5，受力框架5的一端中部固定于上承重壳体1的上侧，受力框架5的另一端悬空设置。
[0040]
需要说明的是，通过设置有上承重壳体1和下固定壳体2，上承重壳体1与下固定壳
体2之间无接触，在压力施加过程中因压力传感器3或上承重壳体1与下固定壳体2之间结构的变形，避免二者之间任何潜在可能的接触而造成的压力传感器测量不准的情况。
[0041]
具体地，受力框架5设置于上承重壳体1的上侧，施加压力在受力框架5上，通过两只压力传感器3的输出值获取与预设阈值的关系，从而获得位置信息，确定压力点。通过这种方式，压力传感器3可获取投影区域以外的压力点的位置信息，降低了压力点与压力传感器之间的位置关系要求，从而能够实现缩小压力传感器分布位置的大小。
[0042]
上承重壳体1的上表面设置有两个凹槽14，凹槽14中心对称设置，凹槽14的下表面均设置有限位槽一141。下固定壳体2的上表面分为平面段24和两个突起段25，突起段25中心对称设置，两个突起段25的上表面分别设置有一个限位槽二251。限位槽二251与限位槽一141配合使两只压力传感器3形成中心对称的结构，便于使两只压力传感器3之前相互配合，通过两只压力传感器3的输出数值能够得到位置关系，从而确定压力轨迹。
[0043]
具体地，上承重壳体1的侧壁下端包覆在下固定壳体2的侧壁上端外部。
[0044]
参见图4，压力传感器包括上压力面31和下固定面32，上压力面31位于压力传感器的上端，下固定面32位于压力传感器的下端，上压力面31与下固定面32位于压力传感器的不同侧。
[0045]
上压力面31与限位槽一141的下表面贴合，下固定面32与限位槽二251的上表面贴合。
[0046]
参见图5以及图6，图5为本实用新型实施例所提供的一种基于双传感器的压力轨迹测量模组的上承重壳体11俯视图；图6为本实用新型实施例所提供的一种基于双传感器的压力轨迹测量模组的下固定壳体2的俯视图。上承重壳体1上包括四个扩展装配位11和四个传感器装配孔12，扩展装配位11设置于上承重壳体1的上表面，扩展装配位11贯穿设置有螺栓用以与受力框架5固定连接，传感器装配孔12每两个一组分别设置于两个凹槽14内，传感器装配孔12均贯穿设置有螺栓且固定上压力面31。下固定壳体2上包括四个基座安装孔21和四个传感器装配位22，基座安装孔21贯穿设置有螺栓用以将压力测量组件固定于基座上，传感器装配位22与传感器装配孔12交错设置，传感器装配孔12均贯穿设置有螺栓且固定下固定面32。
[0047]
参见图5以及图6，下固定壳体上还设置有两个安装孔位23，上承重壳体上设置有两个安装孔13，安装孔位23与安装孔13一一对应设置，pcb板4的两端设置有两个通孔，安装孔位23、通孔与安装孔13内贯穿设置有螺栓。
[0048]
参见图7，受力框架5为轴对称框架，受力框架5的对称轴平行于两只压力传感器3中点连线的中垂线。受力框架5轴对称，对称轴与压力传感器3中点连线的中垂线平行，压力传感器3受到压力时，两只压力传感器3的输出值之和等于施加压力值。
[0049]
以受力框架5的对称轴为分界，当施加压力在受力框架5的对称轴左侧时，位于受力框架5左侧的压力传感器3将为正值，位于受力框架5右侧的压力传感器3将为负值；当施加压力在受力框架5的对称轴右侧时，位于受力框架5左侧的压力传感器3将为负值，位于受力框架5右侧的压力传感器3将为正值。
[0050]
具体实施时，压力点的位置判定包括如下步骤：
[0051]
s1、获取受力框架5的压力点受力值。具体地，步骤s1的获取受力框架5的压力点受力值为两只压力传感器3的实测值，即受力框架5受到压力，两只压力传感器3分别测得的压
力值。
[0052]
s2、基于两只压力传感器3的实测值与第一预设阈值的关系，确定压力点所在位置区域。
[0053]
需要说明的是，预设标点为压力点测量之前人为设定的标点，参考图8，可通过建立坐标系的方法来确定预设标点的位置信息，坐标系可为笛卡尔坐标系或是极坐标系等。以建立极坐标系来表示预设标点的位置信息为例，定义两只压力传感器3的对称中心为极点o点，定义第一预设标点位置为(ρ1,θ1)，定义第二预设标点位置为(ρ2,θ2)，以此类推直至定义所有的预设标点坐标值。以十个预设标点为例，定义了10个预设标点，从(ρ1,θ1)，(ρ2,θ2)，
……
(ρ10,θ10)。
[0054]
其中，位置区域包括第一区域、第二区域和第三区域，第一区域的区间为受力框架5在(ρ1,θ1)
‑
(ρ5,θ5)的受力范围；第二区域的区间为受力框架5在(ρ5,θ5)
‑
(ρ6,θ6)的受力范围；第三区域的区间为受力框架5在(ρ6,θ6)
‑
(ρ10,θ10)的受力范围。
[0055]
具体地，当左侧的压力传感器3的实测值为大于第一阈值，右侧的压力传感器3的实测值小于第一阈值，可确定压力值在第一区域；当左侧的压力传感器3的实测值大于第一阈值，右侧的压力传感器3的实测值大于第一阈值，可直接确定压力点在第二区域；当左侧的压力传感器3的实测值小于第一阈值，右侧的压力传感器3的实测值大于第一阈值，可直接确定压力点在第三区域。在本实施例中，第一预设阈值为0。
[0056]
本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0057]
最后应说明的是：以上各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。