专利名称：握力计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种握力计，特别是，涉及一种电阻应变传感器的数字显示式握力计。
握力计是检测人手握力的计量器具，握力指标是衡量人体健康状态的重要标志之一，因此把握力的检测列入了我国体格检查项目。同时，随着人们保健意识的增强，为了了解运动锻炼的效果也需要用握力计来进行检测。
已往，握力计大都为机械式，用弹簧或椭圆环承受握力，通过齿条带动指针，从刻度盘上进行读数。这种机械式握力计，因受到机械结构的限制，线性与重复性都很差，而且其检测结果的读出也不够直观方便。再者，现有的数字显示式握力计虽然检测结果的读出方便，但结构过于复杂，而成本高也不容易推广。
本实用新型的目的是提供一种检测准确、结构简单、操作方便的握力计。
为实现上述目的，本实用新型的握力计具有外握柄，安装于外握柄内的内握柄，与内握柄连接的测力传感器以及装于外壳内的检测显示装置，其特征是，上述的测力传感器是具有多个凸台的弹性体梁，上述的测力传感器通过握距调整装置与上述内握柄连接。
本实用新型的握力计由于采用电阻应变片，传感器的弹性体梁结构简单，坚固、生产成本低、不受外力偏载影响，因而检测准确。还有，握力机构上备有握距调整装置，可适应不同人的手型和握力检测的需要，所以使用操作时，简单方便。
图1是本实用新型握力计的结构示意图。
图2a、2b、2c是分别表示传感器弹性体梁的俯视图、正视图和各电阻应变片的连接关系图。
图3是本新型握力计的握力机构与传感器的结构主要部分放大图。
图4是说明传感器弹性体受力后弯矩沿梁长度分布图。
下面，结合上述附图，详细说明本实用新型的实施例。
图1是本实用新型握力计的结构示意图。本握力计由外壳、握力机构、握距调整装置、检测显示装置构成。如图1所示，外壳5为扁平盒，其一端封闭，另一端开口部装有握力机构。该外壳5内装有由检测电路板7和显示器8构成的检测显示装置，面对该显示器8，在外壳5上的相应处设有一个显示窗9，以便使用握力计进行检测时，可从显示窗9读出显示器8所显示的握力数值。另外，该外壳5的一侧还设有电源开关按键10，用于开关通断电源，以便需要时向电路板7上的检测显示装置供电。
本握力计的握力机构，如图1所示，具有外握柄1、内握柄2、定位凸台3和握距调整装置4。外握柄1是一个略呈＂口＂字环形刚性体。外握柄1的＂口＂字型环形体的左、右两侧边框的内侧各设置一个滑动槽。外握柄1的上边框设置有握距调整装置4，握距调整装置4是具有调距手轮的力杆12，该力杆12穿过外握柄1，连接内握柄2与测力传感器11。转动力杆12上通过螺纹可调节内握柄与外握柄间的距离。外握柄1的下边为便于施加握力的手柄部分。内握柄2嵌装在外握柄1内，呈扁平＂口＂字环形体，其左、右两边框外测各设有一个定位凸台3，该定位凸台3安装在外握柄的滑动槽内，而且可在外握柄1的滑动槽内平滑移动，用于防止内握柄2转动及减少与外握柄4之间在移动时产生的摩擦力。并且，内握柄2的握手指的边框做成适合于把手的形状，以便通过手的握力使内握柄2向外握柄1拉动时检测的施力能够稳定。
下面，说明有关传感器的结构。传感器的结构如图2a的俯视图和图2b的正视图所示，测力传感器11是由承力板13、弹性体梁14和电阻应变片R1-R4构成。弹性体梁14由弹性材料制成，其一侧粘贴有四个电阻应变片R1、R2、R4和R3，而其另一侧设有三个凸台，分别为两端的左定位凸台11a、右定位凸台11b和中央凸台11c。两端凸台，即左定位凸台11a和右定位凸台11b比中央凸台11c的凸台伸出较高，每个凸台中心部设有螺孔15a、15b和15c。电阻应变片R1-R4采用市售产品(例如，陕西中原电测仪器厂制造)。各个电阻应变片R1-R4按电桥方式连接，如图2c所示，电阻应变片R1与R4的结点和R2与R3的结点加电源电压，而电阻应变片R1与R2、R3与R4的结点输出信号U0。
另外，承力板13是一个长方形板条，其大小与传感器11的俯视图尺寸一样。承力板13与弹性体梁14的凸台中心部所设置的螺孔15a、15b和15c对应部分分别设有通孔。测力传感器11，如图3所示，用螺钉将左定位凸台11a和右定位凸台11b，连同承力板13用螺钉固定于外握柄1。此外，弹性体梁14也可以与承力板13结合在一起而成为一个整体的框架结构形式。
下面，进一步说明有关握力计的握力机构与传感器的连接关系，图3示出了主要部分放大图。握距调整装置4与测力传感器11进行连接的结构部分放大图。外握柄1与内握柄2的上边框中部以及承力板13的中部，各设有一个贯通孔，且这些通孔同轴。握距调整装置4具有滚花调矩手轮和与其连接的力杆12，力杆12穿过内握柄2的通孔可转动地固定于内握柄2的上边框上。该力杆12再穿过外握柄1与承力板13的通孔后拧入测力传感11弹性体梁的螺孔中，转动滚花调矩手轮就可调整内握柄2相对于外握柄1的距离。
下面，通过图4说明测力传感器的工作原理。如图4所示，对弹性体梁14，施加一个沿箭头方向的力(例如，通过力杆12)，由于弹性体梁14受弯矩的作用，使得弹性体梁上表面有些地方受拉力的作用，有些地方受压力的作用，因而使电阻应变计产生应变片。电阻应变片R1和R3电阻值减少，电阻应变计R2和R4的电阻值增大，电桥失去平衡，输出信号电压U0。输出电压U0的大小，与施力成正比，就可以准确的测出握力。当然，如果测量值偏离了线性范围也可通过单片机的处理加以补偿。
本实用新型的握力计的检测电路板7和显示器8采用常规办法，因此说明从略。下面，说明本握力计的工作原理。当人们按下按键10接通电源，手握握力计的外握柄和内握柄加力时，拉动内握柄2、向外握柄1靠近，带动力杆12向外移动，于是握力就作用于测力传感器11的弹性体梁14上，使电阻应变片受力而改变电阻值，从而输出测出的信号电压U0。信号电压U0，经检测电路板7的放大器、A/D转换器，再把数字量输入单片机(CPU)处理后，通过液晶显示器8进行数显。从显示器读数就可获得握力。
本实用新型的握力计由于采用电阻应变片，传感器的弹性体梁结构简单，坚固、生产成本低、不爱受外力偏载影响，因而检测准确。还有，握力机构上备有握距调整装置，可适用不同人的手型和握力检测的需要，所以使用操作时，简单方便。
权利要求1.一种握力计，具有外握柄，安装于外握柄内的内握柄，与内握柄连接的测力传感器以及装于外壳内的检测显示装置，其特征是，上述的测力传感器是具有多个凸台的弹性体梁，上述的测力传感器通过握距调整装置与上述内握柄连接。
2.根据权利要求1所述的握力计，其特征是，上述弹性体梁具有三个凸台，且两端凸台比中部的凸台伸出高。
3.根据权利要求1或2所述的握力计，其特征是，上述弹性体梁的凸台侧设有承力板。
4.根据权利要求3所述的握力计，其特征是，上述弹性体梁与承力板是形成一个整体的框架结构。
5.根据权利要求1、2或4任一项所述的握计，其特征是，上述握距调整装置是具有调距手轮的力杆，上述力杆穿过外握柄，连接内握柄与测力传感器。
6.根据权利要求3所述的握力计，其特征是，上述内握柄的两侧边框的外侧设有定位凸台，上述定位凸台安装在外握柄的滑动槽内。
专利摘要本实用新型的握力计,具有:外握柄,安装于外握柄内的内握柄,与内握柄连接的测力传感器以及装于外壳内的检测显示装置,其特征是,上述的测力传感器是具有多个凸台的弹性体梁,上述的测力传感器通过握距调整装置与上述内握柄连接。本握力计由于采用电阻应变式传感器,其弹性体梁结构简单,坚固、生产成本低、不受外力偏载影响,适于各手型握力检测需要,使用操作简单方便而且检测准确。
文档编号G01L1/20GK2292283SQ9721661
公开日1998年9月23日 申请日期1997年5月28日 优先权日1997年5月28日
发明者张如一 申请人:张如一, 赵东红