附着式剪力传感器的制作方法

本实用新型涉及一种轮轨力的精确测量装置。

背景技术：

铁路运输是我国交通运输的大动脉，在我国的经济发展中占有举足轻重的地位。随着我国高速铁路的大力发展，监测列车车辆的运行状态，确保列车的行车安全显得尤为重要。而轮轨力的精确测量将直接关系到对列车实际运行状态的准确判断。

剪力传感器作为测量重力的重要传感器，被用于轮轨力的连续测量，通过传感器精确的测量数据实时监测轮轨力的变化，进而对列车蛇行失稳、踏面擦伤、超偏载等运行状态进行判断，确保铁路的运输安全。

现有的剪力传感器，在安装过程中，对安装操作的准确性和规范性要求很高，需要通过外部辅助器件对其施加压力，安装完成后还需敏感元件的位置进行密封操作，且安装过程中需要严格控制预紧力的方向，稍有偏差便会引起传感器测力齿受力不均，从而影响测量精度以及测量数据的准确性。安装实施难度大，过程繁琐，耗时长，增大了后期维护保养的难度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有的剪力传感器测量轮轨力时，精度低、安装复杂以及灵敏度差的问题，提出一种附着式剪力传感器。

本实用新型所述的剪力传感器，包括弹性应变体、信号线、应变片、两个固定夹具和两个防护罩；

所述弹性应变体设置有多个应变臂；弹性应变体中心处为应变膜；多个应变臂上分别设有固定孔；

所述应变片粘贴于应变膜内侧；

所述两个固定夹具利用螺栓通过应变臂上的固定孔，将附着式剪力传感器夹紧固定在钢轨的轨腰处；

所述防护罩置于固定夹具外侧，并通过螺栓与固定夹具进行固定安装。

本实用新型的工作原理为：通过两个固定夹具将多个应变臂夹紧固定在钢轨的轨腰上，使多个应变臂与钢轨轨腰紧密贴合，并构成弹性变形体；当车轮压过钢轨时，本实用新型所述的剪力传感器安装位置两侧的枕木支撑，使得钢轨形成简支结构，钢轨产生变形，钢轨变形带动应变臂发生形变，通过应变臂对力的传递，使得贴于应变膜内侧的应变片产生形变，引起应变片电阻变化导致惠斯通电桥失衡，产生电压信号，应变片产生的电压信号通过信号线进行输出。

本实用新型的有益效果是通过固定夹具对弹性应变体进行固定，固定方便、快捷，安装过程简单，同时提高了各个方向传递力的效率及灵敏度，提高了测量精度；并且，维护时，拆卸方便，成本低，适合大范围推广。

本实用新型适用于对剪切力的精确测量。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的附着式剪力传感器的结构示意图；

图2为图1去除固定夹具后的附着式剪力传感器的爆炸图；

图3为具体实施方式一所述的附着式剪力传感器的安装结构的立体示意图；

图4为具体实施方式三所述的附着式剪力传感器中弹性应变体的结构示意图；

图5为具体实施方式五所述的附着式剪力传感器中固定夹具的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的剪力传感器，包括弹性应变体1、信号线5、应变片、两个固定夹具6和两个防护罩7；

所述弹性应变体1设置有多个应变臂1-1，应变臂1-1用于感受钢轨各个方向的受力情况，并将该受力的情况传递到应变片，应变片用于通过自身的形变量，引起自身电阻变化导致惠斯通电桥失衡，产生电压信号输出；弹性应变体1中心处为应变膜1-4；多个应变臂1-1上分别设有固定孔1-2；

所述应变片粘贴于应变膜1-4内侧；

所述两个固定夹具6利用螺栓通过应变臂1-1上的固定孔1-2，将附着式剪力传感器夹紧固定在钢轨8的轨腰处；

所述防护罩7置于固定夹具6外侧，并通过螺栓与固定夹具6进行固定安装。

在本实施方式中，通过两个固定夹具6将多个应变臂1-1固定在钢轨8的轨腰上，使多个应变臂1-1与钢轨8轨腰紧密贴合，并构成弹性变形体；当车轮压过钢轨8时，本实施方式所述的附着式剪力传感器安装位置两侧的枕木9支撑，使得钢轨8形成简支结构，钢轨8产生变形，钢轨8变形带动应变臂1-1发生形变，通过应变臂1-1对力的传递，使得粘贴在应变膜1-4上的应变片产生形变，引起应变片电阻变化导致惠斯通电桥失衡，产生电压信号，应变片产生的电压信号通过信号线5进行输出。

本实施方式所述的附着式剪力传感器采用不锈钢制成，具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽范围内的强韧性的特点，并延长了剪力传感器的使用寿命。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的附着式剪力传感器进一步限定，在本实施方式中，还包括固定套2和过渡螺母3；

所述过渡螺母3固定在固定套2内部，并且，过渡螺母3的外壁与固定套2的内壁紧密接触。

在本实施方式中，固定套2和过渡螺母3用于增加附着式剪力传感器的气密性，简化了传感器密封的过程，提高了测量精度。

具体实施方式三：结合图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的附着式剪力传感器进一步限定，在本实施方式中，与钢轨8轨腰接触的每个应变臂1-1的接触面上均设置有防滑齿1-3，并且，防滑齿1-3按照多层同心圆的结构分布，多层同心圆的圆心为固定孔1-2。

在本实施方式中，通过增设防滑齿1-3，大大的增加了力的传递效率，防滑齿1-3按照多层同心圆的结构分布，提高了本实施方式所述的附着式剪力传感器各个方向传递力的灵敏度；同时，防滑齿1-3增加了本实施方式所述的附着式剪力传感器与钢轨8的摩擦力，使本实施方式所述的附着式剪力传感器与钢轨8紧密结合，提高了测量精度。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的附着式剪力传感器进一步限定，在本实施方式中，还包括防水固线器4；

防水固线器4通过固定套2和过渡螺母3与弹性应变体1紧密连接。

在本实施方式中，防水固线器4用于信号线5与弹性应变体1的紧密连接，不仅有防水的作用还能保证信号线5与弹性应变体1的接触性良好；增加了附着式剪力传感器的气密性，简化了传感器密封的过程，提高了测量精度，同时使信号线5固定效果更好，固定更方便。

具体实施方式五：结合图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的附着式剪力传感器进一步限定，在本实施方式中，所述固定夹具6上设有固定槽；固定夹具6的固定槽上部开有多个安装通孔6-1，并且，多个安装通孔6-1分别与多个固定孔1-2相对应；固定夹具6固定槽下部开有多个夹具固定孔6-2；

采用安装螺栓穿过安装通孔6-1与固定孔1-2，将附着式剪力传感器夹紧固定在钢轨8轨腰上；

采用固定螺栓通过夹具固定孔6-2的方式对两个固定夹具6进行固定。

在本实施方式中，固定夹具6上设有的固定槽卡在钢轨8的轨底处，通过旋紧固定螺栓，将两个固定夹具6固定在钢轨8的轨底处；通过旋紧安装螺栓将附着式剪力传感器的应变臂1-1固定在钢轨8轨腰处，保证每个应变臂1-1与钢轨8轨腰紧密接触。

具体实施方式六：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的附着式剪力传感器进一步限定，在本实施方式中，防护罩7与固定夹具6采用螺栓进行安装固定。

在本实施方式中，防护罩7用于对附着式剪力传感器的保护，防止其受到人为或非人为的破坏。增加了附着式剪力传感器的使用寿命。