CN102928005B - 一种传感器结构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种传感器结构件。一种传感器的结构件，所述传感器的结构件为工字梁的结构，所述工字梁的结构包括两个相互平行的翼缘、连接两个翼缘的腹板，所述腹板具有两个分别位于左右两边的侧壁，所述腹板的截面有平行于所述翼缘的空心通孔，所述空心通孔用于设置传感器，所述侧壁的内表面为弧面，所述侧壁内表面的弧面的曲率半径一致，从空心通孔中心点到内表面上每一个点的距离是一致的，其特征在于，所述腹板的侧壁具有根部和端部，端部为腹板的中轴线位置，所述腹板的侧壁的端部的厚度大于根部的厚度，两个侧壁的厚度为对称的。本发明的结构，腹板形变量和可恢复的通孔高度的变化量倍数增加，提高了装配精度同时降低了装配难度。

Description

一种传感器结构件

技术领域

本发明涉及结构件，特别是一种传感器结构件。

背景技术

现有技术之中，如图1所示，传统传感器，它的总体结构如同长的工字梁1，工字梁的腹板3为圆形空心截面，实际上其空心是由平行于工字梁上下翼缘2的两个平面形成的矩形通孔5，所述腹板具有两个分别位于左右两边的侧壁4，侧壁内表面6和侧壁外表面9为光滑曲面，侧壁的根部7和端部8厚度一致，传感器单元在梁式称重传感器内的安装及所施加的预紧力的大小，对称重传感器的性能影响较大，应有严格的装配要求和装配工艺。装配时首先沿梁式称重传感器的水平对称轴，对圆形腹板施加水平力F，使腹板变形，矩形孔高度增大。放入传感单元。然后卸掉水平力F，传感单元被施加上预紧力，但由于对称均匀结构以及铝合金材质的问题，可恢复的腹板变形量十分有限，可恢复的矩形孔高度的变化量也十分有限，对较长的传感器装配，要求传感器的平行度，水平力F的均匀性必须十分精确，给整个传感器制造带来了极大的难度，横向灵敏度的均匀性也不高，因此装配传感器的精度十分有限。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种传感器结构件。以期达到以下的目的，在施加水平力F后，腹板的形变量可倍数增加，可恢复的矩形孔高度高度的变化量也倍数增加，提高了传感器的横向灵敏度的均匀性，因此提高传感器的精度，并且解决了较长传感器装配问题，装配难度明显降低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种传感器的结构件，所述传感器的结构件为工字梁的结构，所述工字梁的结构包括两个相互平行的翼缘、连接两个翼缘的腹板，所述腹板具有两个分别位于左右两边的侧壁，所述腹板的截面有平行于所述翼缘的空心通孔，所述空心通孔用于设置传感单元；所述腹板的侧壁具有根部和端部，端部为腹板的中轴线位置，所述腹板的侧壁的端部的厚度大于根部的厚度，两个侧壁的厚度为对称的。

采用上述的结构的传感器结构件，在施加水平力F后，腹板的形变量可倍数增加，可恢复的矩形孔高度的变化量倍数增加，提高了传感器的横向灵敏度的均匀性，因此提高传感器的精度，并且解决了较长传感器装配问题，装配难度明显降低。

作为本发明的优选方案，所述侧壁的厚度从根部到端部逐渐增大，侧壁的厚度在端部为最大值。

作为本发明的优选方案，所述侧壁的外表面为弧面。

作为本发明的优选方案，所述侧壁的外表面弧面的曲率半径从根部到端部逐渐减小。

作为本发明的优选方案，所述侧壁任意点的厚度为端部厚度乘以cosθ，所述θ为侧壁任意一点到空心通孔中心点的连线与水平面的夹角。

采用该技术方案，所述侧壁上每个点的形变是一致的。

作为本发明的优选方案，所述侧壁的外表面弧面外圆切线与水平面的夹角大于10°。

作为本发明的优选方案，所述空心通孔的形状为矩形。

采用该技术方案，空心通孔便于传感器的安放。

作为本发明的优选方案，所述侧壁的内表面为弧面，所述侧壁内表面的弧面的曲率半径一致，从空心通孔中心点到内表面上每一个点的距离是一致的；

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、在施加水平力F后，腹板的形变量可倍数增加，可恢复的矩形孔高度的变化量倍数增加，解决了较长传感器装配问题，装配难度明显降低。

2、将侧壁任意点的厚度设为端部厚度乘以cosθ，可以使得侧壁上每个点的形变是一致的。

3、提高了传感器的横向灵敏度的均匀性，提高了传感器的精度。

附图说明

图1是现有技术中传感器的结构件的结构示意图。

图2是本发明传感器的结构件的轴测图。

图3是本发明传感器的结构件轴测图a方向的截面图。

图4是本发明传感器的结构件受力分析图。

图中标记：1-工字梁，2-翼缘，3-腹板，4-侧壁，5-通孔，6-侧壁内表面，7-侧壁根部，8-侧壁端部，9-侧壁外表面。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在实际应用中，对某些受弯杆件除有强度要求外，还要对其变形有限制，即要求其具有一定的刚度。在使用中，弯曲变形过大是有害的，有些变形虽然在弹性范围内，但其超过了允许数值，造成构件不能正常工作了。所以，对弯曲变形要加以控制以免造成危害。工程中虽然常常要限制弯曲变形，要求弹性形变不能过大，但在有些情况下，常常又要利用弯曲变形达到某些目的。例如，汽车上的叠板弹簧，需要较大的变形，才能起到缓冲、减震作用。

本发明的具体实施方式的技术方案如下：

如图2、图3所示，一种传感器的结构件，所述传感器的结构件为工字梁1的结构，所述工字梁1的结构包括两个相互平行的翼缘2、连接两个翼缘的腹板3，所述腹板具有两个分别位于左右两边的侧壁4，所述腹板的截面有平行于所述翼缘的空心通孔5，所述空心通孔5用于设置传感器；所述腹板的侧壁具有根部7和端部8，端部为腹板的中轴线位置，所述腹板的侧壁的端部的厚度大于根部的厚度，两个侧壁的厚度为对称的。

采用上述的结构的传感器结构件，在施加水平力F后，腹板的形变量可倍数增加，可恢复的矩形孔高度的变化量倍数增加，提高了传感器的横向灵敏度的均匀性，因此提高传感器的精度，并且解决了较长传感器装配问题，装配难度明显降低。

作为本发明的优选实施方式，所述侧壁4的厚度从根部到端部逐渐增大，侧壁4的厚度在端部为最大值。

作为本发明的优选实施方式，所述侧壁的外表面9为弧面。

作为本发明的优选实施方式，所述侧壁的外表面9弧面的曲率半径从根部到端部逐渐减小。

作为本发明的优选实施方式，所述侧壁任意点的厚度为端部厚度乘以co sθ，所述θ为侧壁任意一点到空心通孔中心点的连线与水平面的夹角。

该结构外形为余弦函数曲线，能保证最大可恢复的弹性范围，在使用这种结构下，在施加足够大的水平力F后，腹板的形变量可倍数增加，可恢复的矩形孔高度的变化量倍数增加，提高了传感器的横向灵敏度的均匀性，因此提高传感器的精度，并且解决了较长传感器装配问题，装配难度明显降低。

如图4所示，在此进行力学原理上的分析，在弧形的刚性体侧壁上，在a点施加向下的力为F，b点同样受向下的力为F，将b点的受力F分解为切线方向的力F1和垂直切线方向的力F2，由于引起圆环主要变形的力为垂直切线指向圆心的力，可以忽略切线方向的力，因此导致a点变形力为F，导致b点变形的力为Fcosθ。为了使a点和b点发生形变一致，a点厚度应为b点厚度1/cosθ，要使整个圆环形变一致，是厚度比为余弦函数。

通过上述的力学分析，如果侧壁任意点的厚度为端部厚度乘以cosθ,采用该技术方案，所述侧壁上每个点的形变是一致的。

作为本发明的优选实施方式，所述侧壁的外表面弧面外圆切线与水平面的夹角大于10°。

作为本发明的优选实施方式，所述空心通孔的形状为矩形。

采用该技术方案，空心通孔便于传感器的安放。

作为本发明的优选实施方式，所述侧壁的内表面6为弧面，所述侧壁内表面6的弧面的曲率半径一致，从空心通孔中心点到内表面上每一个点的距离是一致的。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种传感器的结构件，所述传感器的结构件为工字梁的结构，所述工字梁的结构包括两个相互平行的翼缘、连接两个翼缘的腹板，所述腹板具有两个分别位于左右两边的侧壁，所述腹板的截面有平行于所述翼缘的空心通孔，所述空心通孔用于设置传感单元；其特征在于，所述腹板的侧壁具有根部和端部，端部为腹板的中轴线位置，所述腹板的侧壁的端部的厚度大于根部的厚度，两个侧壁的厚度为对称的；所述侧壁的厚度从根部到端部逐渐增大；所述侧壁的外表面为弧面；所述侧壁的外表面弧面的曲率半径从根部到端部逐渐减小；所述侧壁的内表面为弧面，所述侧壁内表面的弧面的曲率半径一致，从空心通孔中心点到内表面上每一个点的距离是一致的。

2.如权利要求1所述的一种传感器的结构件，其特征在于，所述侧壁任意点的厚度为端部厚度乘以cosθ，所述θ为侧壁任意一点到空心通孔中心点的连线与水平面的夹角。

3.如权利要求1所述的一种传感器的结构件，其特征在于，所述侧壁的外表面弧面外圆切线与水平面的夹角大于10°。

4.如权利要求1所述的一种传感器的结构件，其特征在于，所述空心通孔的形状为矩形。