用于力传感器校准的精确施力装置的制造方法_2

文档序号:9829748阅读:来源:国知局
或联接组件14也被图示在图中并且可以用于在施力装置10与如下所描述的负荷传感器之间联接力。施力装置10包括致动器16,致动器16通常被支持以便通过反作用框架18将负载施加到负荷传感器12(和在图3中的受测试的负荷传感器102)
[0029]参见图3和6,致动器16包括移动构件20,移动构件20在本文中示为相对于固定构件22移动的致动器杆,所述固定构件22在本文中实施为支承管。差动螺钉组件24联接所述移动构件20至固定支承件或构件22并且导致所述移动构件20由可旋转的力接收构件26的旋转而相对于所述固定支承件或构件22而被移位。差动螺钉组件24包括力接收构件26,所述力接收构件26利用具有带第一螺距的第一组螺纹30被以螺纹方式联接到所述移动构件
20。所述力接收构件26额外地利用具有带第二螺距的第二组螺纹32而被以螺纹方式联接到所述固定构件22,所述第二螺距不同于第一螺距。移动构件20和固定支承件22 二者被防止旋转。当力接收构件26旋转时,所述移动构件20相对于固定支承件22平移了与介于第一与第二螺距之间的差相等的量。结果是对于力接收构件26的相对大的量的旋转而言的所述移动构件20的非常小的平移运动;因此,施力装置10可以用高的精度和可重复性提供所选的力。第一螺距可以比第二螺距更粗大,或第二螺距可以比第一螺距更粗大。在示例性实施例中,螺纹的差别可以是在0.0001到0.008英寸的范围之内。就力接收构件26的操作而言指出,且不一定与给定的先前的范围相关联,在示例性实施例中所述力接收构件26从无负载至满载的旋转可以是在1/2转(无负载至满载)到10转(无负载至满载)的范围中。
[0030]在图示的实施例中,力接收构件26包括轴40,轴40具有包括第一组螺纹30的内部孔口42。轴40的外表面44包括第二组螺纹32。轴40转动,以便由于在介于第一组螺纹30与第二组螺纹32之间的螺距的差别而导致移动构件20的平移。至少一个沿径向延伸的手柄46被固定至轴40的端部48。在图示的实施例中,放大的旋钮构件50联接手柄46至轴40。轴40延伸通过设置在旋钮50中的中心孔口 52。轴的端部48包括延伸凸缘54,其利用合适的(多个)紧固件诸如(多个)螺栓56而紧固至旋钮50。
[0031]在紧固至轴40的情况下,旋钮50将旋转以及沿着中央轴线60相对于固定支承件22而沿轴向地移动。旋钮50包括了在其中具备访问孔口 72的扩大凹部70。固定构件22的端部74通过访问孔口 72而延伸进入所述凹部70,同时轴40延伸通过凹部70并且延伸出所述访问孔口 72以及进入所述固定构件22内,所述固定构件22在本文中包括管。形成所述凹部70的旋钮50外壁76抑制污染物达到第二组螺纹32,而同时第一组螺纹30被密封以隔离于来自被布置于孔42中的移动构件20的污染物且其中细长的衬套80密封所述管22的第二端84,而同时提供用于移动构件20的稳定的引导表面,其延伸到所述固定构件22的孔内。在图示的实施例中,衬套80利用在本文中例示为螺栓88的合适的紧固件而被固定至管22的端部84。
[0032]防旋转构件90被设置成用以抑制所述移动构件20的旋转。通常,防旋转构件90可操作的联接到所述移动构件20和固定构件。在图6中所示的实施例中,防旋转构件90包括延伸元件,诸如被固定至固定支承件22的销钉90。本文中,销钉90以螺旋方式安装到固定支承件22。销钉90的一部分92延伸入移动构件20的扩大凹部或槽94。凹部94被配置成以便接收所述销钉90并抑制移动构件20的旋转,这是由于销钉90接触所述凹部94的径向内壁,而同时允许实现在有限距离上所述移动构件20相对于所述固定销钉90的平移运动。合适的润滑剂可以设置在凹部94的壁与销钉90之间以最小化用于移动构件20平移运动的磨擦。
[0033]图7图示出一种实施例,其不包括反作用框架18,其中,替代地,母机或测试机十字头(移动的或静止的)或诸如致动器组件的其它元件或测试机器框架205的其它部分包括反作用结构,这些元件中的任一个是施力装置10被安装至其的元件。
[0034]图9图示出一种施力装置10’,其也包括在差动螺钉组件24’中具有第一螺距30’的第一组螺纹和具有的第二螺距的第二组螺纹32’。可旋转的力接收构件26’包括可旋转的轴40’,其具有螺纹孔42’(在本文中具有两个螺距)以形成致动器16’。在图示的实施例中,可旋转的轴40’是一体的,由单一的整体式主体形成。如同本领域的技术人员所理解的,轴40’可由随后接合在一起的分离部件而形成。
[0035]移动构件20’包括螺杆。在操作中,螺杆101包括固定构件并且如图8的示例性实施例中所示被接合到如框架18或母测试机的一部分的反作用结构。轴40’的旋转导致螺杆20’由于螺距的差异而向下移动。防旋转装置抑制了移动构件20’的旋转并在本文中包括介于移动构件20’与杆101之间的联接器103,其抑制移动构件20’的旋转。联接器103包括销钉和引导件联接器,其中(多个)销钉105被连接至所述移动构件20’或杆101(在本文中作为举例为所述移动构件20’,其具有延伸入在杆101中所设置的孔109内的一部分107)之一,而同时在另一个(在本文中为杆101)中设置了引导件或凹部111。
[0036]现在将描述联接器14的方面。应当指出的是,联接器14当与施力装置10—起使用时可以提供有利的特征,但是联接器14的使用是不必要的,因为如果需要,则可以在没有联接器14的情况下使用所述施力装置10。
[0037]联接器14(直接地或间接地)被可操作地连接至移动构件20,并具有远离所述移动构件20的远端14A。联接器14对齐所述移动构件20的中央轴线60以便与正在被校准的负荷传感器102的中央轴线100对齐,或被配置成当力通过联接器14而被传递时用以将移动构件20的轴线与远端14A的轴线对齐。换句话说,联接器14最小化了可能存在于轴线60和100之间的任何径向偏置,其将会导致施力装置将倾倒力矩施加到负荷传感器102。在图3的实施例中,负荷传感器102以固定方式联接至参考负荷传感器12,其继而经由联接器14被联接到移动构件20。接口联接器106确保了负荷传感器112正确地与负荷传感器102对准。在图示的实施例中,接口联接器106包括螺柱108和螺旋垫圈110。
[0038]通常,联接器14包括可操作性地联接到移动构件20,20’或固定构件22的力反作用结构120。力反作用结构120可以被连接到移动构件20,20’。所述反作用结构120被安置在反作用构件122A与122B之间,各自具有三维曲面,所述三维曲面选择性地接合所述反作用结构120,这取决于通过联接器14传递的力的方向。在图示的实施例中,在反作用构件122A和122B上的三维曲面包括部分球形球体。
[0039]保持器126支撑着每个三维曲面反作用构件122A和122B(下文中为〃三维弯曲构件〃),所述三维曲面反作用构件在反作用结构120的相对着的侧面上彼此面对。在图示的实施例中,三维弯曲构件122A利用合适的紧固件诸如螺栓128而固定至保持器126。反作用结构120
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