专利名称：夹抱力测试装置的制作方法
技术领域：
本发明夹抱力测试装置属于应用力学与机械设计领域，具体而言是一种应用在测试夹抱力大小或同时测试空间二维力的一种测试设备。
二、技术背景目前，关于力的测试装置只能对单一方向或对几个方向单独进行测力，在现有公开的文献中还没有一种专门针对夹抱力进行测试的装置。
发明内容
本发明目的在于，为了能满足夹抱力或空间二维力精确、有效的测量，从而公开一种二维力的、能提供夹抱力测试装置的技术方案。
本发明夹抱力测试装置其特征在于主要由两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4衔接而成，相互间留有能满足最大测力量程的空隙，其内部由四个力传感器5、6、7、8组成，每个传感器上带有两个传力钢球9、10；夹抱力测试装置内部为两相互垂直的二维测力框架结构，在每个框架上安装有两个可测出不同方向夹抱力并能确定力作用点位置的力传感器5、6、7、8，所有力都是通过可转动的传力钢球9、10传递力给传感器5、6、7、8的，传力钢球9、10一端依次分别连在力传感器5、6、7、8，另一端依次分别连在两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4上；外表包裹有一层具有弹性的有机材料，而后在有机材料外表再用整齐、光滑的皮革或帆布包裹；其外壳的椭圆长轴、短轴及柱体长度的比例按照人体真实比例设计，躯干横截面周长为70～75cm，整个装置长度为65～80cm。
上述的一种夹抱力测试装置，其特征在于所述的两相互垂直的二维测力框架，每个框架的结构为平行四边形状，且在空间两框架的中心线呈90度交叉。
上述的一种夹抱力测试装置，其特征在于所述的夹抱力测试装置相互间留有的满足最大测力量程的空隙为15～20cm。
上述的一种夹抱力测试装置，其特征在于所述的夹抱力测试装置的外表包裹的一层具有弹性的有机材料厚度为15～20cm。
本发明的优点在于，在夹抱力测试装置内装有四个力传感器5、6、7、8这四个力传感器在空间组成一个相互垂直的二维测力系统，以水平方向力传感器为横坐标，以垂直方向力传感器为纵坐标建立空间坐标系，在X轴上有力传感器7，8，测水平方向的力，在Y轴上有力传感器5，6，测垂直方向的力。采用这样的结构，当测力者夹抱该装置任意点时，四个力传感器分别受力，通过解析分解在X和Y方向上的力，合成总夹抱力的大小。而施力的作用点可通过传感器7，8以及5，6的大小计算出来，从而能得知夹抱力大小。这是一套可将任意方向、大小的力进行空间分解，并提取测量有效分量的夹抱力测试装置，能够满足测试者在空间以任意点方向施力时，都能实时测出其力量大小的一项设备。
四
图1夹抱力测试装置机构简图1、2-圆弧状外壳；3、4-弹簧钢板；5-力传感器；9-传力钢球；10-传力钢球图2二维测力机构简图5-传感器F1；6-传感器F2；7-传感器F3；8-传感器F4；9-传力钢球；10-传力钢球；五具体实施方式
实施方式一首先将两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4衔接，相互间留有能满足最大测力量程的15cm的空隙，其内部由四个力传感器5、6、7、8组成，每个传感器上带有两个传力钢球9、10；夹抱力测试装置内部为两相互垂直的二维测力框架结构，在每个框架上安装有两个可测出不同方向夹抱力并能确定力作用点位置的力传感器5、6、7、8，所有力都是通过可转动的传力钢球9、10传递力给传感器5、6、7、)的，传力钢球9、10一端依次分别连在力传感器5、6、7、8，另一端依次分别连在两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4上；外表包裹有一层15cm厚的具有弹性的海绵，而后在有机材料外表再用整齐、光滑的皮革包裹；其外壳的椭圆长轴、短轴及柱体长度的比例按照人体真实比例设计，躯干横截面周长为70cm，整个装置长度为65cm。
实施方式二首先将两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4衔接，相互间留有能满足最大测力量程的20cm的空隙，其内部由四个力传感器5、6、7、8组成，每个传感器上带有两个传力钢球9、10；夹抱力测试装置内部为两相互垂直的二维测力框架结构，在每个框架上安装有两个可测出不同方向夹抱力并能确定力作用点位置的力传感器5、6、7、8，所有力都是通过可转动的传力钢球9、10传递力给传感器5、6、7、8的，传力钢球9、10一端依次分别连在力传感器5、6、7、8，另一端依次分别连在两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4上；外表包裹有一层20cm厚的具有弹性的尼龙，而后在有机材料外表再用整齐、光滑的皮革包裹；其外壳的椭圆长轴、短轴及柱体长度的比例按照人体真实比例设计，躯干横截面周长为75cm，整个装置长度为80cm。
实施方式三首先将两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4衔接，相互间留有能满足最大测力量程的18cm的空隙，其内部由四个力传感器5、6、7、8组成，每个传感器上带有两个传力钢球9、10；夹抱力测试装置内部为两相互垂直的二维测力框架结构，在每个框架上安装有两个可测出不同方向夹抱力并能确定力作用点位置的力传感器5、6、7、8，所有力都是通过可转动的传力钢球9、10传递力给传感器5、6、7、8的，传力钢球9、10一端依次分别连在力传感器5、6、7、8，另一端依次分别连在两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4上；外表包裹有一层18cm厚的具有弹性的橡胶，而后在有机材料外表再用整齐、光滑的帆布包裹；其外壳的椭圆长轴、短轴及柱体长度的比例按照人体真实比例设计，躯干横截面周长为72cm，整个装置长度为75cm。
权利要求
1.一种夹抱力测试装置其特征在于主要由两个呈圆弧柱状的外壳(1)、(2)和两块矩形状弹簧钢板(3)、(4)衔接而成，相互间留有能满足最大测力量程的空隙，其内部由四个力传感器(5)、(6)、(7)、(8)组成，每个传感器上带有两个传力钢球(9)、(10)；夹抱力测试装置内部为两相互垂直的二维测力框架结构，在每个框架上安装有两个可测出不同方向夹抱力并能确定力作用点位置的力传感器(5)、(6)、(7)、(8)，所有力都是通过可转动的传力钢球(9)、(10)传递力给传感器(5)、(6)、(7)、(8)的，传力钢球(9)、(10)一端依次分别连在力传感器(5)、(6)、(7)、(8)，另一端依次分别连在两个呈圆弧柱状的外壳(1)、(2)和两块矩形状弹簧钢板(3)、(4)上；外表包裹有一层具有弹性的有机材料，而后在有机材料外表再用整齐、光滑的皮革或帆布包裹；其外壳的椭圆长轴、短轴及柱体长度的比例按照人体真实比例设计，躯干横截面周长为70～75cm，整个装置长度为65～80cm。
2.按照权利要求1所述的一种夹抱力测试装置，其特征在于所述的两相互垂直的二维测力框架，每个框架的结构为平行四边形状，且在空间两框架的中心线呈90度交叉。
3.按照权利要求1所述的一种夹抱力测试装置，其特征在于所述的夹抱力测试装置相互间留有的满足最大测力量程的空隙为15～20cm。
4.按照权利要求1所述的一种夹抱力测试装置，其特征在于所述的夹抱力测试装置的外表包裹的一层具有弹性的有机材料厚度为15～20cm。
全文摘要
一种夹抱力测试装置，属于应用力学与机械设计领域，具体而言是一种应用在测试夹抱力大小或同时测试空间二维力的一种测试设备。应用领域涉及体育、医疗、民用等。主要由两个呈圆弧柱状的外壳1、2和两块矩形状弹簧钢板3、4衔接而成，相互间留有能满足最大测力量程的空隙，其内部由四个力传感器5、6、7、8组成。这样四个不同位相的力传感器构成空间二维测力系统，当夹抱该装置任意点时，力传感器能根据外力的作用把力进行空间分解，然后提取有效分力，通过合成就能反映出对任意点抱紧力的大小。该装置首次实现了由多元方向测试夹抱力和同时测试空间二维力大小的功能。
文档编号G01L5/00GK1693862SQ20051001252
公开日2005年11月9日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者李元宗, 郭俊, 武利生, 张晓东 申请人:太原理工大学