02挤出指示孔205。类似于前面的实施方案，该实施方案中的设备100还可以包括指示孔205以及指示管206(示出在图14中)，其中，当该至少一个腔203在体积上变化时，该指示材料202在该至少一个腔203中移动且穿过指示孔205移出该至少一个腔203进入至指示管206中。
[0052]图12是该设备的另一个实施方案，其中，腔203在将材料208夹紧在一起的紧固件207的顶部。当紧固件207被拧紧时，螺栓的头部的顶部的中央部分向下移动，该向下移动使得该至少一个腔203的柔性腔壁209随着螺栓头朝下移动。这种朝下移动增加了该至少一个腔203的体积，该至少一个腔203从外部指示管206(这里未示出，但在图14中示出)吸入指示材料202(示出在图14中)。该至少一个腔203的上部部分被固定，且当紧固件207被张紧时，该上部部分不会移动。腔203的柔性腔壁209还可以是螺栓头的顶部，而不是如图12所示的单独的层209。
[0053]图13是该设备的另一个实施方案，其中，该至少一个腔203被定位在如示出在腔保持器210中的负荷传感器中。在该实施方案中，该至少一个腔203的变形可以由紧固件209(未示出)的移动导致。当紧固件209将负荷传感器置于压缩或拉伸中时，该至少一个腔203中的体积变化，这种变化使指示材料202在管206中移动或移出管206。在该至少一个腔203的体积上的变化可以被用于测量所施加的力的方向和大小。
[0054]图14是指示管构型的实施方案，其中，用作指示通道的该至少一个指示管206具有至少一个指示材料202在至少一个指示管206内部，其中，在该至少一个指示通道内部的指示材料202的长度指示该至少一个腔203的体积变化。指示材料202通过该至少一个指示孔205连接至该至少一个腔。
[0055]图15与图16示出设备100的另一个实施方案，其中，该力测量设备100可以包括至少两个独立的腔、至少一个载荷接收区域以及指示材料。在该实施方案中，当力被施加至该至少一个载荷接收区域301时，该至少两个独立腔303与305的体积变化。当两个独立的腔303与305的体积变化时，该指示材料202在该至少两个独立的腔303与305中移动或移出该至少两个独立的腔303与305，以指示所施加的载荷的大小和/或方向。如果顶部部分304移动至左侧，该至少一个密封件306使303与305中的指示材料保持分离，而不弯曲底部柱304中的任一个。这允许在腔303体积上的变化不同于在腔305体积上的变化。
[0056]该实施方案设计成通过观察从该至少两个独立的腔303与305挤出的指示材料202的量之间的差异测量施加至该设备的力。在图15示出的实施方案中，剪切力被施加至设备100。为了测量该实施方案中的剪切力，在该至少两个腔的左腔303中的至少一个指示材料与该至少两个腔的右腔305隔离。可以存在用于左腔的指示管206和用于右腔的指示管206。当该至少两个腔承受剪切力时，在该至少两个独立的腔的左腔303与右腔305中的体积的变化将是不同的，因此将存在不同体积的指示材料202在每个指示管206中移动。因此，剪切力和压缩力可以通过观察在每个指示管206中的指示材料202的量进行测量。
[0057]图17与图18示出设备100的另一个实施方案，其中，该至少一个腔303是环形形状。在该实施方案中，该设计依赖切向应变、弯曲和/或对角部分的压缩，以便当力被施加至该至少一个载荷接收区域301时，通过该至少一个指示孔311将指示材料202挤出其至少一个腔303，且进入至该至少一个指示通道309中。该实施方案的优点是每个环形形状的腔303可以与另一个环形形状的腔303隔离，且因此对每个腔303给出独立的压缩读数。
[0058]图19是包括至少两个腔303的设备100的另一个实施方案，其中，该设备是圆柱形状。设备100可以被用于测量剪切力及其方向。在该实施方案中，设备100可以包括盘307和外部环308以测量除了测量压缩力和/或拉伸力之外的剪切力的大小和方向。
[0059]图21、图22以及图23示出设备100的另一个实施方案为凸缘螺母和垫片，其中，该至少一个腔303是环形形状。在该实施方案中，该设计依赖切向应变、弯曲和/或对角部分的压缩，以便当力被施加至该至少一个载荷接收区域301时，通过该至少一个指示孔311将指示材料202挤出其至少一个腔303，且进入至该至少一个指示通道309中。该至少一个通道盖108(盖的位置被示出，但盖本身未示出)由透明或半透明材料制成，覆盖且密封该至少一个指示通道309。
[0060]在图19示出的一个实施方案中，盘307的内部环与外部环308之间的空间可以包括六个腔，该六个腔用于指示材料202在这些腔中移动且移出这些腔。在设备100的上部部分中可以存在120度间隔开的三个腔303，且在设备100的下部部分中存在三个相应的腔303。处于这种构型中的三对腔303允许通过观察在每个独立的腔303中移动或移出每个独立的腔303的指示材料202的量的差异对剪切力的大小和方向进行测量。如在设备100的底部图像中所见的，当剪切力被施加时，指示材料202从底部右腔303中被按压出，且指示材料202在移动至上部右腔303内。在腔的体积上的变化的差异可以被用于测量施加的剪切力的大小和方向连同压缩力和/或拉伸力的大小和方向。
[0061]图20是设备的另一个实施方案，其中，该至少一个腔303靠近螺母、双头螺栓、螺栓等中的至少一个螺纹被定位。在该实施方案中，当力按箭头所示被施加时，该至少一个腔303的变形可以由该至少一个载荷接收区域301的运动导致。该实施方案还可以通过使用独立的至少两个腔303来测量一个螺纹或一组螺纹与另一个螺纹或另一组螺纹之间在载荷上的差异。
【主权项】
1.一种可逆力测量设备，包括: 至少一个腔， 至少一个腔壁， 紧固部件与负荷传感器部件中的至少一个， 至少一个载荷接收区域，和 至少一个指示材料； 其中，所述至少一个腔是由所述至少一个腔壁界定的空间，其中，将力施加至所述至少一个载荷接收区域导致在紧固部件与负荷传感器部件中的所述至少一个上的所述至少一个腔的可逆体积变化，且其中，所述至少一个腔的所述可逆体积变化导致所述至少一个指示材料在所述至少一个腔中移动或移出所述至少一个腔以指示施加的力的大小和/或方向。2.根据权利要求1所述的可逆力测量设备，还包括: 至少一个指示孔， 至少一个指示通道，以及 通道盖和管中的至少一个； 其中，所述至少一个指示孔与所述至少一个腔连接， 其中，通道盖与管中的所述至少一个由透明的或半透明的材料制成，且覆盖并且密封所述至少一个指示通道， 其中，当力被施加至所述至少一个载荷接收区域时，所述至少一个指示材料从所述至少一个腔移动，通过所述至少一个指示孔，且进入所述至少一个指示通道。3.根据权利要求2所述的可逆力测量设备，还包括至少一个单向阀以阻止所述指示材料重回至所述至少一个腔中。4.根据权利要求2所述的可逆力测量设备，还包括至少一个管，其中，所述至少一个管被置于所述至少一个腔内部以密封所述至少一个指示材料。5.根据权利要求2所述的可逆力测量设备，其中，所述至少一个指示材料能够是液体、气体或弹性材料。6.根据权利要求2所述的可逆力测量设备，其中，所述至少一个指示通道还包括当其与所述至少一个指示材料接触时能够改变其颜色的材料。7.根据权利要求2所述的可逆力测量