CN104595313A - 柱式力传感器多片应变计贴片夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柱式力传感器多片应变计贴片夹具，柱式力传感器包括弹性体，弹性体弹性段的圆柱面上均布有多片应变计，柱式力传感器多片应变计贴片夹具包括大致半圆弧形的第一内夹紧块、第二内夹紧块、第一外夹紧块和第二外夹紧块，第一内夹紧块的两侧凸边和第二内夹紧块的两侧凸边对应连接，第一外夹紧块的两侧凸边和第二外夹紧块的两侧凸边对应连接并安装于第一内夹紧块和第二内夹紧块外，第一内夹紧块的两侧中部和第二内夹紧块的两侧中部分别设有缺口。本发明采用内夹紧块和外夹紧块相互配合的结构，能够实现弹性体上的应变计同时贴片、同时夹紧、同时高温固化，显著提高了生产效率，保证了贴片质量和柱式力传感器的精度。

Description

柱式力传感器多片应变计贴片夹具
技术领域
本发明涉及一种柱式力传感器的贴片夹具，尤其涉及一种柱式力传感器多片应变计贴片夹具。
背景技术
柱式力传感器是力传感器中常用的结构形式，广泛应用于航空航天业、电力动力行业、土木建筑及水利工程行业、冶金化工、桥梁和道路工程行业以及其它高精度应力测试领域，由于对测量精度的要求越来越高，因此在传感器弹性体圆柱面的四个方向均需要安装应变计。
采用粘接胶将应变计粘贴在弹性体上后，需借助贴片夹具给予应变计一定正压力，压力方向需尽可能垂直于应变栅所在平面。传统的贴片夹具主要由两块夹紧块组成，由于两夹紧块结合处对应变计有一定的切向力，且受压力方向需尽可能垂直与应变栅所在平面，因此传统的贴片夹具一次只能对处于对角的一对应变计进行加压，在放入烘箱加温完成固化后，再利用夹紧块对弹性体上另外一对应变计加压并高温固化。基于上述原因，使用传统的贴片夹具不能对两对应变计进行同时加压，所以对应变计加压并高温固化的效率较低，而且不利于保持四片应变计的一致性，降低了柱式力传感器的精度。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能对两对应变计进行同时加压的柱式力传感器多片应变计贴片夹具。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种柱式力传感器多片应变计贴片夹具，所述柱式力传感器包括弹性体，所述弹性体弹性段的圆柱面上均布有多片应变计，所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具包括大致半圆弧形的第一内夹紧块和第二内夹紧块，所述第一内夹紧块的两侧凸边和所述第二内夹紧块的两侧凸边对应连接；所述第一内夹紧块的两侧中部和所述第二内夹紧块的两侧中部分别设有缺口，所述第一内夹紧块的其中一侧中部的缺口和所述第二内夹紧块的对应一侧中部的缺口合并形成第一总缺口，所述第一内夹紧块的另一侧中部的缺口和所述第二内夹紧块的对应一侧中部的缺口合并形成第二总缺口；所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具还包括大致半圆弧形的第一外夹紧块和第二外夹紧块，所述第一外夹紧块的两侧凸边和所述第二外夹紧块的两侧凸边对应连接并安装于所述第一内夹紧块和所述第二内夹紧块外，所述第一外夹紧块的中段和所述第二外夹紧块的中段分别置于所述第一总缺口和所述第二总缺口内，所述第一外夹紧块的中段内壁和所述第二外夹紧块的中段内壁分别凸起形成施压段，所述第一外夹紧块的施压段和所述第二外夹紧块的施压段分别置于所述第一总缺口和所述第二总缺口内。
上述结构中，第一内夹紧块、第二内夹紧块、第一外夹紧块和第二外夹紧均为半圆形或大致半圆弧形，因为只要满足对应连接后形成一个圆形的内壁面的条件即可，其中一半的夹紧块适当变形并不会影响此条件的成立；第一内夹紧块和第二内夹紧块相互连接后形成柱形的内夹紧块，第一外夹紧块和第二外夹紧相互连接后形成柱形的外夹紧块，外夹紧块置于内夹紧块外，并通过第一总缺口和第二总缺口实现外夹紧块和内夹紧块之间的衔接而不会相互影响，使整个弹性体的圆柱表面均能被夹紧块的内壁表面即施压段覆盖，克服了传统的两个夹紧块因接头处难以压紧应变计而只能同时压紧两片应变计的弊端。
作为优选，所述第一外夹紧块的施压段的内壁表面和所述第二外夹紧块的施压段的内壁表面均与所述第一内夹紧块和所述第二内夹紧块的内壁表面位于同一圆周面上。
为了更好地压紧应变计并能够调节压紧力度，所述第一内夹紧块的内壁表面、所述第二内夹紧块的内壁表面、所述第一外夹紧块的施压段的内壁表面和所述第二外夹紧块的施压段的内壁表面分别设有橡胶垫片，四个所述橡胶垫片的位置分别与四片所述应变计的位置相对应且能够全覆盖所述应变计。
具体地，所述第一内夹紧块的两侧中部的缺口和所述第二内夹紧块的两侧中部的缺口所对应的圆心角分别为40°-60°，优选为50°。相应地，所述第一内夹紧块的施压段和所述第二内夹紧块的施压段所对应的圆心角分别为60°-100°，优选为80°。
为了实现对应夹紧块之间的准确定位连接，所述第一内夹紧块的两侧凸边和所述第二内夹紧块的两侧凸边之间、所述第一外夹紧块的两侧凸边和所述第二外夹紧块的两侧凸边之间均通过配套的凸条和凹槽对应限位。
具体地，所述第一内夹紧块的两侧凸边和所述第二内夹紧块的两侧凸边之间、所述第一外夹紧块的两侧凸边和所述第二外夹紧块的两侧凸边之间均通过螺栓对应连接。
作为优选，所述螺栓为内六角螺栓，所述第一内夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧、所述第二内夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧、所述第一外夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧和所述第二外夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧分别设有六角沉孔。
本发明的有益效果在于：
本发明采用内夹紧块和外夹紧块同时对四片应变计进行夹紧，能够实现弹性体上的应变计同时贴片、同时夹紧、同时高温固化，显著提高了生产效率，并有利于保持应变计的一致性，提高贴片质量，保证柱式力传感器的精度；其优点还具体表现为：
(1)本发明采用内夹紧块和外夹紧块同时对四片应变计进行夹紧，通过巧妙的结构设计防止内外两组夹紧块相互干涉，因此实现弹性体上的应变计同时贴片、同时夹紧、同时烘干，能够提高贴片质量，同时提高生产效率；
(2)采用内六角螺钉对两块内夹紧块连接并锁紧，同理采用内六角螺钉对两块外夹紧块连接并锁紧，六角螺母嵌入夹紧块上的六角沉孔中，便于单个工人安装夹具；
(3)第一内夹紧块的两侧凸边和第二内夹紧块的两侧凸边之间、第一外夹紧块的两侧凸边和第二外夹紧块的两侧凸边之间均通过配套的凸条和凹槽对应限位，能够提高定位精度，减小安装时的切向滑动，提高贴片质量；
(4)夹紧块挤压橡胶垫片产生弹性变形，从而通过橡胶垫片对应变计产生均匀的正压力，使应变计贴合效果更好，通过调节橡胶垫片的厚度可以调节本夹具对应变计的夹紧力，便于降低对夹紧块的加工精度，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具应用时的立体图；
图2是本发明所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具应用时的主视局剖图；
图3是本发明所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具的立体图；
图4是本发明所述第一内夹紧块的立体图之一，图中能看见外侧外凸表面；
图5是本发明所述第一内夹紧块的立体图之二，图中能看见内侧内凹表面；
图6是本发明所述第二内夹紧块的立体图，图中能看见内侧内凹表面；
图7是本发明所述第一外夹紧块的立体图之一，图中能看见外侧外凸表面；
图8是本发明所述第一外夹紧块的立体图之二，图中能看见内侧内凹表面；
图9是本发明所述第二外夹紧块的立体图，图中能看见内侧内凹表面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图9所示，本发明所述柱式力传感器包括弹性体1，弹性体1的弹性段的圆柱面上均布有四片应变计6，本发明所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具包括大致半圆弧形的第一内夹紧块31、第二内夹紧块32、第一外夹紧块21和第二外夹紧块22，第一内夹紧块31的两侧凸边和第二内夹紧块32的两侧凸边对应连接形成内夹紧块3，第一外夹紧块21的两侧凸边和第二外夹紧块22的两侧凸边对应连接形成外夹紧块2，外夹紧块2安装于内夹紧块3外，第一内夹紧块31的两侧中部和第二内夹紧块32的两侧中部分别设有缺口34，每一个缺口34所对应的圆心角为40°-60°，优选为50°，第一内夹紧块31的其中一侧中部的缺口34和第二内夹紧块32的对应一侧中部的缺口34合并形成第一总缺口(图中未标记)，第一内夹紧块31的另一侧中部的缺口34和第二内夹紧块32的对应一侧中部的缺口34合并形成第二总缺口(图中未标记)；第一外夹紧块21的中段和第二外夹紧块22的中段分别置于第一总缺口和第二总缺口内，第一外夹紧块21的中段内壁和第二外夹紧块22的中段内壁分别凸起形成外夹紧块2的施压段24，施压段24两侧的部分形成非施压段25，第一外夹紧块21的施压段24和第二外夹紧块22的施压段24分别置于第一总缺口和第二总缺口内，第一外夹紧块21的施压段24的内壁表面和第二外夹紧块22的施压段24的内壁表面均与第一内夹紧块31和第二内夹紧块32的内壁表面位于同一圆周面上，第一内夹紧块31的内壁表面、第二内夹紧块32的内壁表面、第一外夹紧块21的施压段24的内壁表面和第二外夹紧块22的施压段24的内壁表面分别设有橡胶垫片5，四个橡胶垫片5的位置分别与四片应变计6的位置相对应且能够全覆盖应变计6。本例中，将四个橡胶垫片5用双面胶粘贴于各夹紧块的内壁表面，方便快捷。
如图4-图9所示，第一内夹紧块31的两侧凸边和第二内夹紧块32的两侧凸边之间通过配套的凸条33和凹槽35对应限位，第一外夹紧块21的两侧凸边和第二外夹紧块22的两侧凸边之间通过配套的凸条23和凹槽26对应限位；第一内夹紧块31的两侧凸边和第二内夹紧块32的两侧凸边之间、第一外夹紧块21的两侧凸边和第二外夹紧块22的两侧凸边之间均通过内六角螺栓4(见图1-图3的内六角螺栓4)对应连接，第一内夹紧块31的两侧凸边上的螺孔41的外侧、第二内夹紧块32的两侧凸边上的螺孔41的外侧、第一外夹紧块21的两侧凸边上的螺孔41的外侧和第二外夹紧块22的两侧凸边上的螺孔41的外侧分别设有六角沉孔(图中未标记)。
结合图1-图9，使用本柱式力传感器多片应变计贴片夹具将应变计6压紧在弹性体1的圆柱面上时，先将内夹紧块3安装好，并将第一内夹紧块31的内壁上的橡胶垫片5和第二内夹紧块32的内壁上的橡胶垫片5分别对准弹性体1的圆柱面上的其中一对应变计6(即相对的两个应变计6)，并通过内六角螺栓4将第一内夹紧块31和第二内夹紧块32夹紧，完成内夹紧块3的安装。然后安装外夹紧块2，将第一外夹紧块21和第二外夹紧块22包覆在内夹紧块3外，并将第一外夹紧块21的中段和第二外夹紧块22的中段分别置于第一总缺口和第二总缺口所在区域内，将第一外夹紧块21的内壁上的橡胶垫片5和第二外夹紧块22的内壁上的橡胶垫片5分别对准弹性体1的圆柱面上的另一对应变计6，并通过内六角螺栓4将第一外夹紧块21和第二外夹紧块22夹紧，完成外夹紧块2的安装。安装完成后，内夹紧块3的两侧接头和外夹紧块2的两侧接头分别均匀分布于弹性体1的圆柱面四周。
最后将安装好本夹具的弹性体1在放入烘箱内加温完成固化，解除本夹具，应变计6即稳定地安装于弹性体1上，形成柱式力传感器，整个加压夹装和加温固化一个流程完成，显著提高了效率。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (8)

1.一种柱式力传感器多片应变计贴片夹具，所述柱式力传感器包括弹性体，所述弹性体弹性段的圆柱面上均布有多片应变计，所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具包括大致半圆弧形的第一内夹紧块和第二内夹紧块，所述第一内夹紧块的两侧凸边和所述第二内夹紧块的两侧凸边对应连接；其特征在于：所述第一内夹紧块的两侧中部和所述第二内夹紧块的两侧中部分别设有缺口，所述第一内夹紧块的其中一侧中部的缺口和所述第二内夹紧块的对应一侧中部的缺口合并形成第一总缺口，所述第一内夹紧块的另一侧中部的缺口和所述第二内夹紧块的对应一侧中部的缺口合并形成第二总缺口；所述柱式力传感器多片应变计贴片夹具还包括大致半圆弧形的第一外夹紧块和第二外夹紧块，所述第一外夹紧块的两侧凸边和所述第二外夹紧块的两侧凸边对应连接并安装于所述第一内夹紧块和所述第二内夹紧块外，所述第一外夹紧块的中段和所述第二外夹紧块的中段分别置于所述第一总缺口和所述第二总缺口内，所述第一外夹紧块的中段内壁和所述第二外夹紧块的中段内壁分别凸起形成施压段，所述第一外夹紧块的施压段和所述第二外夹紧块的施压段分别置于所述第一总缺口和所述第二总缺口内。
2.根据权利要求1所述的柱式力传感器多片应变计贴片夹具，其特征在于：所述第一外夹紧块的施压段的内壁表面和所述第二外夹紧块的施压段的内壁表面均与所述第一内夹紧块和所述第二内夹紧块的内壁表面位于同一圆周面上。
3.根据权利要求1或2所述的柱式力传感器多片应变计贴片夹具，其特征在于：所述第一内夹紧块的内壁表面、所述第二内夹紧块的内壁表面、所述第一外夹紧块的施压段的内壁表面和所述第二外夹紧块的施压段的内壁表面分别设有橡胶垫片，四个所述橡胶垫片的位置分别与四片所述应变计的位置相对应且能够全覆盖所述应变计。
4.根据权利要求1或2所述的柱式力传感器多片应变计贴片夹具，其特征在于：所述第一内夹紧块的两侧中部的缺口和所述第二内夹紧块的两侧中部的缺口所对应的圆心角分别为40°-60°。
5.根据权利要求4所述的柱式力传感器多片应变计贴片夹具，其特征在于：所述第一内夹紧块的两侧中部的缺口和所述第二内夹紧块的两侧中部的缺口所对应的圆心角分别为50°。
6.根据权利要求1或2所述的柱式力传感器多片应变计贴片夹具，其特征在于：所述第一内夹紧块的两侧凸边和所述第二内夹紧块的两侧凸边之间、所述第一外夹紧块的两侧凸边和所述第二外夹紧块的两侧凸边之间均通过配套的凸条和凹槽对应限位。
7.根据权利要求6所述的柱式力传感器多片应变计贴片夹具，其特征在于：所述第一内夹紧块的两侧凸边和所述第二内夹紧块的两侧凸边之间、所述第一外夹紧块的两侧凸边和所述第二外夹紧块的两侧凸边之间均通过螺栓对应连接。
8.根据权利要求7所述的柱式力传感器多片应变计贴片夹具，其特征在于：所述螺栓为内六角螺栓，所述第一内夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧、所述第二内夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧、所述第一外夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧和所述第二外夹紧块的两侧凸边上的螺孔外侧分别设有六角沉孔。
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