一种张力传感器装置的制作方法

本发明主要涉及轴座式张力传感器的，具体为一种张力传感器装置。

背景技术：

1、随着工艺设备的发展，对材料的张力稳定性日趋提高，同时对材料张力的检测，已经检测精度和测量的稳定性都愈发提高。常规的张力传感器受环境的影响大、防护性不高、测力方向单一、传感器稳定性差等问题愈发明显。

2、根据申请号为cn202011103173.8的专利文件所提供的感测张力的轴座式传感器可知，该产品包括弹性体，所述弹性体固定在传感器底座上，所述弹性体左右两侧的传感器底座上分别设置有左盖板与右盖板，所述弹性体前后两侧的传感器底座侧壁上分别设置有前盖板与后盖板，所述弹性体的上部设置有上顶板，所述上顶板上设置有多个固定孔，所述固定孔通过螺钉与弹性体相连接。该产品通过设置的传感器底座、左盖板、前盖板、上顶板、右盖板以及后盖板将弹性体包裹在内部，使得传感器只感测水平方向的张力，其他方向的力并不感测，从而可以提高测量精度，另外正因为这个功能可以使张力辊和支撑座的自重并不影响传感器的零点输出。

3、上述专利中的产品只感测水平方向的张力，其他方向的力并不感测，从而可以提高测量精度，但不便于根据受力分析需要改变轴座式传感器固定点位的张力检测方向。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种张力传感器装置，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种张力传感器装置,包括基座罩板，以及底部四顶角处均通过支撑柱连接所述基座罩板上表面的顶板，所述基座罩板顶部安装四个半圆底座，所述半圆底座顶部通过螺钉连接半圆顶盖，所述半圆底座与所述半圆顶盖间卡合固定柱，所述固定柱一端设有直径小于固定柱的延伸柱，所述延伸柱外壁套设有外套管，所述外套管一端通过连接部件与所述固定柱侧壁连接，所述外套管与所述固定柱之间设有受力检测装置，所述外套管外壁套设传力套管，所述传力套管顶部对称设有顶端贯穿所述顶板并延伸至所述顶板上部的延伸板，所述延伸板顶部连接受力板底部，所述外套管顶部且位于两个所述延伸板之间设有顶端贯穿所述顶板并延伸至所述顶板上部的第一延伸杆，所述外套管底部设有底端贯穿所述基座罩板并延伸至所述基座罩板下部的第二延伸杆；

3、所述受力检测装置包括沿远离所述固定柱方向依序套设于所述延伸柱外壁的第一x轴方向测力部件、y轴方向测力部件、z轴方向测力部件以及第二x轴方向测力部件，沿远离所述固定柱方向依序设于所述外套管内的第一x轴方向卡接环、第二y轴方向抵接环、第一y轴方向抵接环、第一z轴方向抵接环、第二z轴方向抵接环以及第二x轴方向卡接环，以及设于所述延伸柱远离所述固定柱一端且执行端延伸至所述延伸柱内的双向驱动部件，所述双向驱动部件用于驱动第一x轴方向测力部件、y轴方向测力部件与z轴方向测力部件、第二x轴方向测力部件间相互远离或相互靠近；

4、所述基座罩板顶部以及顶板底部均设有y轴限位装置，所述基座罩板底部以及顶板顶部均设有x轴限位装置，所述基座罩板底部且位于所述x轴限位装置下方设有z轴限位装置，所述x轴限位装置以及y轴限位装置均通过第一延伸杆以及第二延伸杆进行限位，所述z轴限位装置通过第二延伸杆进行限位。

5、优选的，所述第一x轴方向测力部件包括套设于所述延伸柱外部的x轴定位环，环形阵列设于所述x轴定位环外壁的多个第一竖块，套设于所述x轴定位环外部的x轴受力环，环形阵列设于所述x轴受力环内壁的多个第二竖块，设于所述第一竖块与所述第二竖块之间的x轴应变片，以及环形阵列设于所述x轴受力环远离所述y轴方向测力部件一侧的多个卡接槽，所述第二x轴方向测力部件与所述第一x轴方向测力部件结构相同且呈对称分布；

6、所述y轴方向测力部件包括套设于所述延伸柱外部的y轴定位环，套设于所述y轴定位环外部的y轴受力环，以及设于所述y轴定位环与所述y轴受力环间的两个y轴应变片，两个y轴应变片分别位于所述y轴定位环三点钟位置以及九点钟位置；

7、所述z轴方向测力部件包括套设于所述延伸柱外部的z轴定位环，套设于所述z轴定位环外部的z轴受力环，以及设于所述z轴定位环与所述z轴受力环间的两个z轴应变片，两个z轴应变片分别位于所述z轴定位环十二点钟位置以及六点钟位置。在本优选的实施例中，通过第一x轴方向测力部件以及第二x轴方向测力部件便于检测受力板在几个固定点处x轴方向上的受力变化，通过z轴方向测力部件便于检测受力板在几个固定点处z轴方向上的受力变化，通过y轴方向测力部件便于检测受力板在几个固定点处y轴方向上的受力变化。

8、优选的，所述双向驱动部件包括嵌设于所述延伸柱外壁的滑槽，设于所述延伸柱端部的第一微型电机，以及设于所述第一微型电机执行端且一端延伸至所述滑槽内的双向丝杆，所述双向丝杆丝母连接四个位于所述滑槽内的移动块，四个所述移动块分别连接第一x轴方向测力部件中的x轴定位环内壁、y轴定位环内壁、z轴定位环内壁以及第二x轴方向测力部件中的x轴定位环内壁。在本优选的实施供，通过双向驱动部件便于驱动第一x轴方向测力部件、y轴方向测力部件与z轴方向测力部件、第二x轴方向测力部件间相互远离或相互靠近，以使单个或多个测力部件处于测力工作状态。

9、优选的，所述第一x轴方向卡接环与所述第二x轴方向卡接环以双向丝杆的螺纹分界线为轴对称分布，所述第二y轴方向抵接环与所述第二z轴方向抵接环以双向丝杆的螺纹分界线为轴对称分布，所述第一y轴方向抵接环与双向丝杆螺纹分界线间的距离小于第一z轴方向抵接环与双向丝杆螺纹分界线间的距离。在本优选的实施例中，抵接环与测力部件抵接时，测力部件处于工作状态，卡接环与测力部件卡接时，测力部件处于工作状态。

10、优选的，所述y轴限位装置包括设于所述基座罩板顶部的环形滑轨盒，滑动连接所述环形滑轨盒内壁且套设于所述第二延伸杆外部的环形限位架，对称设于所述环形限位架内壁的半圆凹槽，以及对称设于所述环形滑轨盒内壁两端的两个移动驱动部件，所述x轴限位装置与所述y轴限位装置结构相同。在本优选的实施例中，通过y轴限位装置可对传力套管的y轴方向移动进行限位，x轴限位装置可对传力套管的x轴方向移动进行限位。

11、优选的，所述移动驱动部件包括设于所述环形滑轨盒一端内壁的电磁块，以及设于所述环形限位架端部的驱动磁块。在本优选的实施例中，通过移动驱动部件便于驱动环形限位架移动，以使环形限位架处于限位状态或解除限位状态。

12、优选的，所述z轴限位装置包括设于所述基座罩板底部的u形定位架，转动连接所述u形定位架底部的限位管，自上而下依序设于所述限位管内壁的第一卡接组件以及第二卡接组件，以及设于所述基座罩板底部且用于驱动限位管转动的转动驱动部件，所述第一卡接组件包括对称设于所述限位管内壁的两个四分之一圆弧卡板，所述第二卡接组件与所述第一卡接组件结构相同。在本优选的实施例中，通过z轴限位装置便于对传力套管的z轴方向移动进行限位。

13、优选的，所述转动驱动部件包括套设于所述限位管外壁的齿壁环，设于所述基座罩板底部的第二微型电机，以及设于所述第二微型电机执行端且与所述齿壁环啮合的驱动齿盘。在本优选的实施例中，通过转动驱动部件便于驱动限位管转动，以使限位管处于限位状态或解除限位状态。

14、优选的，所述连接部件包括一端连接所述固定柱外壁、另一端连接所述外套管端部的多个t形金属块，多个所述t形金属块呈环形阵列分布。在本优选的实施例中，通过连接部件实现外套管与固定柱的刚性连接，连接处环形阵列的间隙设计可在外套管受力时进行微形变，以方便力的传导，刚性连接使得受力通过剪切力的方式进行测力传导，使得测力过程中整个外套管受力恒定，测力准确。

15、优选的，所述半圆底座一侧设有温度调节装置，所述温度调节装置包括设于所述半圆底座一侧且套设于所述连接部件外部的第一半圆导流盒，设于所述半圆顶盖一侧且套设于所述连接部件外部的第二半圆导流盒，设于所述外套管端部的排气口，以及设于所述外套管内的温度传感器，所述第一半圆导流盒与所述第二半圆导流盒外壁均连通气源管。在本优选的实施例中，通过温度调节装置便于对外套管内温度进行调节，有效解决温漂问题。

16、综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

17、本发明中的张力传感器便于根据受力分析需要改变轴座式传感器固定点位的张力检测方向；

18、通过第一x轴方向测力部件以及第二x轴方向测力部件便于检测受力板在几个固定点处x轴方向上的受力变化，通过z轴方向测力部件便于检测受力板在几个固定点处z轴方向上的受力变化，通过y轴方向测力部件便于检测受力板在几个固定点处y轴方向上的受力变化，抵接环与测力部件抵接时，测力部件处于工作状态，卡接环与测力部件卡接时，测力部件处于工作状态,通过双向驱动部件便于驱动第一x轴方向测力部件、y轴方向测力部件与z轴方向测力部件、第二x轴方向测力部件间相互远离或相互靠近，以使单个或多个测力部件处于测力工作状态；

19、通过y轴限位装置可对传力套管的y轴方向移动进行限位，x轴限位装置可对传力套管的x轴方向移动进行限位，通过移动驱动部件便于驱动环形限位架移动，以使环形限位架处于限位状态或解除限位状态，通过z轴限位装置便于对传力套管的z轴方向移动进行限位，通过转动驱动部件便于驱动限位管转动，以使限位管处于限位状态或解除限位状态；

20、通过连接部件实现外套管与固定柱的刚性连接，连接处环形阵列的间隙设计可在外套管受力时进行微形变，以方便力的传导，刚性连接使得受力通过剪切力的方式进行测力传导，使得测力过程中整个外套管受力恒定，测力准确；

21、通过温度调节装置便于对外套管内温度进行调节，有效解决温漂问题。

22、附图说明

23、图1为本发明的整体结构轴测图。

24、图2为本发明的整体结构爆炸图。

25、图3为本发明的受力检测装置结构轴测图。

26、图4为本发明的受力检测装置结构爆炸图。

27、图5为本发明的y轴限位装置结构轴测图。

28、图6为本发明的整体结构剖视图。

29、图7为本发明的a处结构放大图。

30、图8为本发明的b处结构放大图。