一种新型机械力传感器装置的制作方法

本实用新型属于力传感器技术领域，尤其涉及一种新型机械力传感器装置。

背景技术：

电阻应变式拉力传感器的基本工作原理是：弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片随同产生变形，电阻应变片变形后阻值将发生变化，再通过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外力信号变换为电信号的过程。电阻应变式拉力传感器设计过程中应变片的选择、粘贴及保护是电阻应变式拉力传感器性能的基本保障。电阻应变片在弹性体上粘贴的部位应保证与弹性体所承受的被测力严格对应，并尽量做到使弹性体贴片部位具有较高的应变水平。同样，弹性体材料的选择和弹性体结构的设计也是电阻应变式拉力传感器所涉及的关键技术之一。为保证传感器在应用过程中具有量程大、精度高、非线性误差小等优点，最为理想的力学传感器弹性体材料应该具有高弹性极限、高疲劳极限、弹性模量温度系数小、热处理后组织均匀且各向同性、热膨胀系数小、弹性滞量小、具有良好的机械加工和热处理性能等特点。

中国专利公开号为cn207662495u，发明创造的名称为拆装式应变拉力传感器，包括金属拉件、两个拉绳及固定在金属拉件中间部位的单向应变片，以及均可拆卸地安装在金属拉件两端的螺杆总成；金属拉件包括中部扁平本体及位于中部扁平本体两端的连接部，每个连接部的端部开有一缺口，缺口的两侧壁各开有一通孔；螺杆总成包括防脱螺杆及防脱螺帽；拉绳穿套在所述防脱螺杆上，防脱螺杆的一端依次穿过连接部缺口一侧壁的通孔、缺口和缺口另一侧壁的通孔，防脱螺帽将防脱螺杆的一端锁紧。只需要根据具体测量需求更换相应的金属拉件，就可以实现不同被测件的拉力测量。但是现有机械力传感器装置存在着结构不便调整，适应性差，机械力测量强度不便调整，测量效果不理想，安全防护性不高，影响测量精度的问题。

因此，发明一种新型机械力传感器装置显得非常必要。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型机械力传感器装置，以解决现有机械力传感器装置存在着结构不便调整，适应性差，机械力测量强度不便调整，测量效果不理想，安全防护性不高，影响测量精度的问题。一种新型机械力传感器装置，包括横梁，拉环螺栓，固定螺母，传感器夹持系统，防松垫片，抓手螺栓，防过载通口，钢索和金属套，所述的横梁为哑铃状金属块，两端开有螺纹沉孔；所述的拉环螺栓通过螺纹安装在横梁的一端；所述的固定螺母通过螺纹啮合在拉环螺栓上，固定螺母与横梁之间安装防松垫片；所述的抓手螺栓通过螺纹安装在横梁的另一端；所述的抓手螺栓同样安装有固定螺母与防松垫片，安装方式与拉环螺栓相同；所述的防过载通口开在横梁直径收缩的斜面上；所述的钢索通过防过载通口固定在横梁内部；所述的金属套固定在钢索的两端；所述的传感器夹持系统包括转轴，载板，传感器接触板，压持板和导轨，所述的载板固定在横梁上，通过转轴与压持板连接在一起；所述的传感器接触板镶嵌在载板预留的通孔内；所述的导轨固定在压持板的两侧。

所述的拉环螺栓螺纹为单螺纹，螺距范围为1.25mm-1.75mm；拉环螺栓可以根据实际情况更换为配套的任一尺寸大小，或任一连接形状的螺栓。

所述的载板提前预留有传感器接触板安装孔，安装孔为正方形孔洞，载板与传感器接触板为间隙配合。

所述的传感器接触板将金属连接触点向外引出，可准确的与传感器上的接触点形成连接。

所述的压持板为长方形板条状结构，中部有两块矩形凸起，两凸起的距离与电阻应变式传感器两端的接触点之间的距离相同。

所述的钢索采用高强度的3j40合金；所述的钢索极限拉伸长度产生的形变量少于对电阻应变片造成不可恢复破坏形变的长度。

所述的导轨采用圆环状封闭式导轨；所述的导轨采用两个，对称分布于压持板两侧。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型拉环螺栓的设置，有利于快速进行安装与拆卸，可根据实际情况选择合适的连接螺栓，与施力物体进行稳定连接，结构调整方便，适用性较好，满足不同强度的拉力要求。

2.本实用新型的传感器夹持装置的设置，便于进行传感器的替换，根据受力大小选择合适的电阻应变式传感器，提高测量精度，减少了传统传感器粘贴的繁琐步骤，既保证了测量的准确性又实现了便捷操作。

3.本实用新型的钢索的设置，有利于防护在测量中因意外造成横梁断裂，或传感器超过量程造成的不可修复式的损伤，保障使用安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的传感器夹持装置结构示意图。

图中：

1-横梁，2-拉环螺栓，3-固定螺母，4-传感器夹持装置，41-转轴，42-载板，43-传感器接触板，44-压持板，45-导轨，5-防松垫片，6-抓手螺栓，7-防过载通口，8-钢索，9-金属套。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

实施例：

如附图1至附图2所示

本实用新型提供一种新型机械力传感器装置，包括横梁1，拉环螺栓2，固定螺母3，传感器夹持系统4，防松垫片5，抓手螺栓6，防过载通口7，钢索8和金属套9，所述的横梁1为哑铃状金属块，两端开有螺纹沉孔；所述的拉环螺栓2通过螺纹安装在横梁1的一端；所述的固定螺母3通过螺纹啮合在拉环螺栓2上，固定螺母3与横梁1之间安装防松垫片5；所述的抓手螺栓6通过螺纹安装在横梁1的另一端；所述的抓手螺栓6同样安装有固定螺母3与防松垫片5，安装方式与拉环螺栓2相同；所述的防过载通口7开在横梁1直径收缩的斜面上；所述的钢索8通过防过载通口7固定在横梁1内部；所述的金属套9固定在钢索8的两端；所述的传感器夹持系统4包括转轴41，载板42，传感器接触板43，压持板44和导轨45，所述的载板42固定在横梁1上，通过转轴41与压持板44连接在一起；所述的传感器接触板43镶嵌在载板42预留的通孔内；所述的导轨45固定在压持板44的两侧。

所述的拉环螺栓2螺纹为单螺纹，螺距范围为1.25mm-1.75mm；拉环螺栓2可以根据实际情况更换为配套的任一尺寸大小，或任一连接形状的螺栓，有利于选择合适形状的螺栓接头，使施力物体对装置的力更加均匀稳定，使测量结果更加准确。

所述的载板42提前预留有传感器接触板43安装孔，安装孔为正方形孔洞，载板42与传感器接触板43为间隙配合，有利于使传感器接触板43与电阻应变式传感器充分接触，且不影响传感器发生合理形变。

所述的传感器接触板43将金属连接触点向外引出，可准确的与传感器上的接触点形成连接，有利于便捷的实现对传感器规格的替换，根据拉力大小先进行预判断，使测量值落在传感器量程的合适区域，减少误差。

所述的压持板44为长方形板条状结构，中部有两块矩形凸起，两凸起的距离与电阻应变式传感器两端的接触点之间的距离相同，有利于减少电阻应变片式传感器在产生形变时的其他影响。

所述的钢索8采用高强度的3j40合金；所述的钢索8极限拉伸长度产生的形变量少于对电阻应变片造成不可恢复破坏形变的长度，有利于提高整个装置和操作人员的安全性。

所述的导轨45采用圆环状封闭式导轨；所述的导轨45采用两个，对称分布于压持板44两侧，有利于使压持板44准确的与传感器压合。

工作原理

本实用新型中，首先根据所受拉力大小选择合适规格的传感器型号，将其放置于传感器接触板43上，调整导轨45，使压持板44位于合适位置，通过转轴41将电阻式传感器固定，选择合适的接头螺栓，以拉环螺栓2为例，将施力物体钩在拉环上，另一端固定在固定块上，开始检测机械力大小，固定有金属套9的钢索8自然状态下为舒展态，不会对力的测量造成影响，在超过量程后绷紧，防止装置被破坏，保护人员安全。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。