CN110174214A - 回转式压力传感器疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转式压力传感器疲劳试验装置，包括工作台、连接于工作台上的力加载装置、安装于工作台上若干组的检测组件以及安装于工作台上的检测传感器，相邻检测组件首尾之间通过转向组件相连形成回转式检测结构，每组所述检测组件包括若干根首尾相连的待试验传感器，所述力加载装置连接于回转式检测结构的头部进行力加载，所述检测传感器连接于回转式检测结构的尾部用于数据检测；本发明力加载装置的加载力通过相邻的待试验传感器依次传递，可同时试验多个待试验传感器，其试验效率高，各个待试验传感器采用串联式回转结构，使其布置灵活，可适应不同的布置场地，也缩小了疲劳试验装置的占用空间。

Description

回转式压力传感器疲劳试验装置

技术领域

本发明属于传感器检测技术领域，涉及一种回转式压力传感器疲劳试验装置。

背景技术

压力传感器广泛应用于医疗、工业、国防、航空等众多领域，因此传感器在现代工业中拥有不可或缺的重要地位，几乎每一个现代化项目的设计应用，都离不开各种各样的传感器；对传感器质量的检测变得尤为重要。为了对压力传感器进行疲劳试验，目前也有各种结构的疲劳试验装置，其原理一般是采用手动加载机构或者液动、气动加载机构向压力传感器提供加载力，压力传感器与控制器相连，控制器记录测试值并进行分析运算，通过反复的加载、卸载进行疲劳试验；

首先现有试验装置为了同时检测多个传感器，尤其是对于长度较长的大尺寸拉力传感器，疲劳实验设备的尺寸往往较大，占地空间大，不利于实验开展；其次现有试验装置利用液动、气动作为动力源进行加载的，气体及液体压缩问题不易保证加载力恒定，加载力难以精确控制；而且现有试验装置的加载力直接作用在压力传感器上，这种加载力是瞬间变化的，加载的稳定性、可靠性不足，不利于加载力的控制，同时容易造成压力传感器的损坏。

因此需要一种回转式压力传感器疲劳试验装置，该装置可同时检测多个传感器，占地空间小，易于布置，加载力可持续、平稳地施加到压力传感器上；

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种回转式压力传感器疲劳试验装置，该装置可同时检测多个传感器，占地空间小，易于布置，加载力可持续、平稳地施加到压力传感器上；

本发明的回转式压力传感器疲劳试验装置，包括工作台、连接于工作台上的力加载装置、安装于工作台上若干组的检测组件以及安装于工作台上的检测传感器，相邻检测组件首尾之间通过转向组件相连形成回转式检测结构，每组所述检测组件包括若干根首尾相连的待试验传感器，所述力加载装置连接于回转式检测结构的头部进行力加载，所述检测传感器连接于回转式检测结构的尾部用于数据检测。

进一步，所述力加载装置包括可竖向摆动的加载杠杆、驱动加载杠杆摆动的驱动组件、轴线水平设置且可轴向滑动的加载柱以及驱动加载柱轴向滑动的加载绳，所述加载绳连接于加载柱上且两端分别绕过导向装置连接于加载杠杆的两端，所述加载柱端部连接于回转检测结构的头部。

进一步，所述转向组件包括水平设置于工作台上并可水平摆动的等臂杠杆，所述等臂杠杆两端分别转动配合于相邻传导组件首尾处。

进一步，每组所述检测组件中相邻待试验传感器之间、待试验传感器与转向组件之间以及待试验传感器与力加载装置之间通过传导柱相连，所述传导柱可轴向滑动安装于直线轴承座内。

进一步，所述驱动组件包括转动配合安装于工作台上的曲轴、与曲轴转动配合的曲柄连杆以及驱动曲轴转动的驱动件，所述曲柄连杆另一端转动配合于加载杠杆的一端。

进一步，每个所述传导柱配合安装有防翻转装置，所述传导柱至少一端为板状结构，所述防翻转装置包括转动配合于工作台上的两组防翻转轴承，两组防翻转轴承夹持于传导柱板状结构端部的两侧。

进一步，所述加载绳为分段式结构包括右加载绳以及左加载绳，所述右加载绳绕于右滑轮上，所述右加载绳一端竖向连接于杠杆右端，另一端绕过右滑轮水平连接于加载柱轴向远离待试验传感器一端，所述左加载绳包括两条分别绕于两个左滑轮上，所述左、右滑轮转动配合于工作台上，两条左加载绳一端竖向连接于左绳卡上，左绳卡连接于加载杠杆左端，另一端绕过左滑轮水平连接于绳销上，所述绳销连接于加载柱轴向靠近待试验传感器一端，两条左加载绳分设于回转检测结构头部水平两侧。

进一步，所述加载杠杆两端可拆卸连接有加载砝码。

进一步，所述加载杠杆两端连接有连接杆，其中一个连接杆螺纹竖向连接于加载杠杆一端，另一连接杆可竖向滑动贯穿于加载杠杆另一端，两个所述连接杆连接于加载绳两端，所述加载砝码可拆卸连接于连接杆上。

进一步，所述连接杆的底部连接有直径大于连接杆直径的砝码盘，所述加载杠杆一端开设有腰孔，所述连接杆可滑动贯穿于该腰孔内。

本发明的有益效果：

本发明力加载装置的加载力通过相邻的待试验传感器依次传递，可同时试验多个待试验传感器，其试验效率高，各个待试验传感器采用串联式回转结构，使其布置灵活，可适应不同的布置场地，也缩小了疲劳试验装置的占用空间；

本发明通过加载杠杆作为力加载结构，通过加载杠杆可为待试验传感器提供往复的压、拉力交替的加载力，加载力恒定，加载力控制精确，调节加载杠杆的两侧摆臂的长度可调节压力和拉力的大小实现拉压力的不等值加载，该加载杠杆尤其适用于等值的压力和拉力的加载，加载杠杆采用等臂杠杆便于实现压力和拉力的等值加载以提高检测精度，加载杠杆和加载绳的配合，利用加载绳的柔性可转向特性，易于力加载装置的整体布置；

本发明通过等臂杠杆作为回转结构实现回转角为180°的回转，该结构可大大减小疲劳试验装置的占用空间，减小其布置的占用空间进而减低布置难度，即可形成机械回转，也可保证受力回转，并保证两组检测组件受力大小相同，实现等值传递加载力，而且保证各组检测组件中的待试验传感器所受的压力或拉力类型相同，使得各个待试验传感器的受力统一，保证待试验传感器的受力工况一致，提高了检测精度；

本发明通过传导柱传导加载力，传导柱作为中间件，加载力不直接作用于待试验传感器上，提高了加载力的稳定性和可靠性，可避免作用于待试验传感器上的加载力突变，利于加载力可靠的控制，同时有效保护待试验传感器不被损坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明总体结构示意图(带工作台)；

图2为本发明总体结构示意图(不带工作台)；

图3为力加载装置结构示意图1；

图4为力加载装置结构示意图2；

图5为图4的A点放大结构示意图；

图6为转向组件结构示意图；

图7为图2的B点结构示意图；

图8为防翻转装置结构示意图；

具体实施方式

图1为本发明总体结构示意图(带工作台)；图2为本发明总体结构示意图(不带工作台)；图3为力加载装置结构示意图1；图4为力加载装置结构示意图2；图5为图4的A点放大结构示意图；图6为转向组件结构示意图；图7为图2的B点结构示意图；图8为防翻转装置结构示意图；

如图所示：本实施例回转式压力传感器疲劳试验装置，包括工作台19、连接于工作台上的力加载装置、安装于工作台上若干组的检测组件以及安装于工作台上的检测传感器1，相邻检测组件首尾之间通过转向组件相连形成回转式检测结构，每组所述检测组件包括若干根首尾相连的待试验传感器2，所述力加载装置连接于回转式检测结构的头部进行力加载，所述检测传感器连接于回转式检测结构的尾部用于数据检测。

结合图1所示，工作台为桌面配合四个支腿形成的桌子状结构，工作台并不限于该结构，工作台还可以是安装架或者用于安装各个零部件的混凝土基础，具体不在赘述；检测组件可设置多组，多组检测组件依次连接构成回转结构，该回转结构可以为回转90°、180°或者其他回转角度，具体回转方向以及回转角度依据实际布置场地空间可自适应调节，每组检测组件中待试验传感器的数量依据实际布置场地以及待试验传感器的长度自适应调节，检测传感器1位于回转式检测结构的尾部用于采集传导至该检测传感器处的受力数据，当其中任意一个待试验传感器发生疲劳裂纹或疲劳断裂导致失效时，检测传感器处的受力数据发生异常，本实施中检测传感器也采用压力传感器，压力传感器为现有技术，具体不在赘述；本实施例中以两组检测组件、每组检测组件中具有两个待试验传感器、回转角度为180°为例，该实施例中只需要设置一个转向组件即可满足转向要求，结合图1和图2所示，力加载装置安装于工作台的右侧，转向组件安装于工作台的左侧，检测组件位于力加载装置与转向组件之间，待测试传感器为为柱状结构，力加载装置的加载力通过相邻的待试验传感器依次传递，可同时试验多个待试验传感器，其试验效率高，各个待试验传感器采用串联式回转结构，使其布置灵活，可适应不同的布置场地，并缩小疲劳试验装置的占用空间。

本实施例中，所述力加载装置包括可竖向摆动的加载杠杆3、驱动加载杠杆摆动的驱动组件、轴线水平设置且可轴向滑动的加载柱4以及驱动加载柱轴向滑动的加载绳5，所述加载绳连接于加载柱上且两端分别绕过导向装置连接于加载杠杆的两端，所述加载柱端部连接于回转检测结构的头部；加载绳可为一段式结构，加载绳的中部位置固定连接于加载柱上，加载绳两端连接于加载杠杆的两端，具体可在加载柱上轴向开设连接孔，加载绳贯穿于该连接孔内并通过径向的螺钉紧固，当然，也可采用其他连接结构具体不在赘述，加载绳也可采用两段式结构，两段加载绳两端分别连接在加载柱的两端和加载杠杆的两端，具体在不在赘述；结合图1至图4所示，加载杠杆中部转动配合于工作台的底部，在工作台底部设置有安装架20，加载杠杆中部转动配合于该安装架上，加载绳竖向连接于加载杠杆的两端，加载绳中部水平连接于加载柱上，通过驱动组件驱动加载杠杆摆动从而带动加载绳的两端竖向往复运动，通过导向装置将加载绳两端竖向运动转换为加载绳中部的水平运动，导向装置可以为导向轮或者导向轴，加载绳的中部位置带动加载柱轴向水平运动，通过该加载柱的水平往复运动为待试验传感器提供往复交替的压、拉力加载力，

通过调节加载杠杆的两侧摆臂的长度调节加载杠杆的两端摆动幅度，进而调节加载柱4轴向两侧的滑动行程，实现对压、拉力的不等值加载，该加载杠杆尤其适用于等值的压力和拉力的加载，本实施例中加载杠杆采用等臂杠杆以实现压力和拉力的等值加载以提高检测精度，当然，针对不同待试验传感器所要求的加载力，可调节加载杠杆的两侧摆臂长度以调节相应的压力和拉力，具体不在赘述，加载杠杆和加载绳的配合，利用加载绳的柔性可转向特性，易于力加载装置的整体布置；

本实施例中，所述转向组件包括水平设置于工作台上并可水平摆动的等臂杠杆6，所述等臂杠杆两端分别转动配合于相邻传导组件首尾处；结合图6所示，工作台左侧安装有转向座21，该转向座具有一水平的安装腔，等臂杠杆中部位置位于该安装腔内并通过转轴形成与转向座的水平转动配合，通过等臂杠杆作为回转结构，其回转角为180°，该结构可大大减小疲劳试验装置的占用空间，进而减低布置难度，在两组检测组件的端部处设置等臂杠杆结构，即可形成机械回转结构，也可保证受力回转，并保证两组检测组件受力大小相同，实现等值传递加载力，而且保证两组检测组件中的待试验传感器所受的压力或拉力类型相同，使得各个待试验传感器的受力统一，即保证待试验传感器的受力工况一致，提高了检测精度。

本实施例中，每组所述检测组件中相邻待试验传感器之间、待试验传感器与转向组件之间以及待试验传感器与力加载装置之间通过传导柱7相连，所述传导柱可轴向滑动安装于直线轴承座8内。

结合图3和图4所示，加载柱即为力加载装置处的传导柱，即加载柱与该处的传导柱为同一部件，加载柱的两端为板状结构，两端的板状结构相互垂直，加载柱的左端与相邻的待试验传感器端部通过铰链形成转动配合，该铰链处具有铰链轴23；加载柱的右端连接有加载绳连接轴22，右加载绳缠绕于该载绳连接轴22上形成与传导柱右端的连接，其中连接轴22与铰链轴23轴线相互垂直并共同垂直于加载柱的轴线；

结合图6以及其他附图所示，待试验传感器与转向组件之间的传导柱7两端同样呈相互垂直的板状结构，两端分别通过铰链与相邻的待试验传感器端部以及等臂杠杆6端部铰接，该传导柱两端的铰接轴相互垂直并共同垂直于传导柱的轴线，如图7所示，在相邻待试验传感器之间的传导柱两端分别通过铰链铰接与相邻的两个待试验传感器端部铰接，该传导柱两端的铰接轴相互垂直并共同垂直于传导柱的轴线，通过该结构可改善传导柱的自转情况；

各个传导柱与直线轴承座8构成了直线轴承，用于对传导柱形成轴向滑动的导向，使得待试验传感器受到稳定的轴向压力和拉力，避免待试验传感器受到弯矩和扭矩影响检测结构，可防止待试验传感器在实验过程受弯矩或扭矩损坏；直线轴承适用于作无限直线运动的系统，其摩擦阻力较小，运动精度高，运动快捷灵敏；

本实施例中，所述驱动组件包括转动配合安装于工作台上的曲轴9、与曲轴转动配合的曲柄连杆10以及驱动曲轴转动的驱动件11，所述曲柄连杆另一端转动配合于加载杠杆的一端；如图3所示，本实施例中驱动件选用电机驱动，电机通过减速器驱动曲轴，驱动件固定安装于电机安装架24上，电机安装架安装于工作台上，曲轴9转动配合安装于曲轴安装架25上，曲轴与曲轴安装架之间通过轴承形成转动配合，驱动件驱动曲轴转动并通过曲柄连杆驱动加载杠杆上下摆动，通过杠杆的摆动实现对待试验传感器提供往复交替的拉、压力加载力，曲柄连杆配合加载杠杆机构带动加载杠杆摆动，曲柄转动一圈即为一个加载循环，便于实现多交替变换的压应力与拉应力的加载，其加载力持续平稳，可实现上百万次循环往复快速加载，而且曲柄连杆机构整体的装配过程比较容易，造价以及制造成本都比较低廉，而且占据的空间比较小，提高了疲劳试验装置的结构紧凑性。

本实施例中，每个所述传导柱配合安装有防翻转装置，所述传导柱至少一端为板状结构，所述防翻转装置包括转动配合于工作台上的两组防翻转轴承13，两组防翻转轴承夹持于传导柱板状结构端部的两侧；如图3所示，以力加载装置处的传导柱即加载柱为例，与加载柱配合的防转装置见图8所示，在工作台上安装有矩形的防翻转架26，在该防转架内竖向安装有两个轴承安装轴，每个轴承安装轴上安装有一组轴承，加载柱端部为竖向延伸的板状结构，两组轴承夹持于加载柱端部的两侧，本实施例中每组轴承中包括两个轴承，通过两组轴承夹持于加载柱两侧限制加载柱以自身中轴线为中心的自转，同时减少加载柱轴向滑动时的摩擦力，如图6和图7所示，在相邻待试验传感器连接处以及待试验传感器与转向组件连接处的直线轴承座8一侧均配合设置有防转装置，具体不在赘述；该结构配合直线轴承座可保证传导柱单自由度轴向滑动形成轴向稳定的加载力传导，可防止传导柱自转导致待试验传感器受到扭矩，提高了检测精度。

本实施例中，所述加载绳为分段式结构包括右加载绳5a以及左加载绳5b，所述右加载绳绕于右滑轮14上，所述右加载绳一端竖向连接于杠杆右端，另一端绕过右滑轮水平连接于加载柱轴向远离待试验传感器一端，所述左加载绳包括两条分别绕于两个左滑轮15上，所述左、右滑轮转动配合于工作台上，两条左加载绳一端竖向连接于左绳卡16上，左绳卡连接于加载杠杆左端，另一端绕过左滑轮水平连接于绳销17上，所述绳销连接于加载柱轴向靠近待试验传感器一端，两条左加载绳分设于回转检测结构头部水平两侧；结合图3和图4所示，绳销17为径向贯穿于加载柱4左端的轴状结构，绳销17的外圆轴向两侧具有缠绕槽，两根左加载绳5b端部分别缠绕在绳销上并分别位于两个缠绕槽内，两个缠绕槽以传导柱中轴线为中心前后对称设置以改善两根左加载绳5b加载于加载柱上的力，工作台上安装有滑轮支架27，各个滑轮转动配合安装于滑轮支架上，两个左滑轮位于加载柱4的两侧，加载柱与相邻的待试验传感器同轴连接，两个左滑轮之间为二者的同轴安装提高了避让空间，便于加载柱与相邻的待试验传感器的同轴布置，通过加载柱与相邻的待试验传感器的同轴连接可保证加载力的轴向稳定的传导至相应待试验传感器上。

本实施例中，所述加载杠杆3两端可拆卸连接有加载砝码12；通过加载砝码可控制相应的加载力大小，便于加载力的控制，为避免加载杠杆在摆动时的冲击，在加载杠杆两端与工作台底部之间可设置弹性件，以降低冲击。

本实施例中，所述加载杠杆3两端连接有连接杆18，其中一个连接杆螺纹竖向连接于加载杠杆3一端，另一连接杆可竖向滑动贯穿于加载杠杆另一端，两个所述连接杆连接于加载绳5两端，所述加载砝码可拆卸连接于连接杆上；如图3和图4所示，加载杠杆左端竖向螺纹连接于相应的连接杆，加载杠杆右端竖向可滑动的穿设有相应的连接杆，左侧的连接杆固定连于左绳卡16底部，右侧的连接杆通过右绳卡连接于右加载绳底端，在杠杆摆动时，杠杆左端下摆时，通过左端的连接杆向下拉动左加载绳5b，左加载绳轴向拉动加载柱4连同右加载绳轴向左移，使得右加载绳拉动右侧连接杆以及相应加载砝码上移，当杠杆左端上摆时，杠杆左端通过相应连接杆带动左侧的加载砝码上移，同时右侧加载砝码拉动右侧连接杆、右加载绳以及加载柱轴向右移；该结构通过连接杆18便于加载砝码的可拆卸安装，连接杆与加载杠杆配合为砝码提高了稳定可靠的安装环境，同时连接杆与加载杠杆刚性连接便于对连接杆的驱动。

本实施例中，所述连接杆的底部连接有直径大于连接杆直径的砝码盘，所述加载杠杆一端开设有腰孔3a，所述连接杆可滑动贯穿于该腰孔内；砝码盘图中未示出，其为同轴连接于连接杆底端的圆盘状结构，该结构便于标准砝码的安装，如图5所示，该腰孔结构在加载杠杆摆动过程中便于相应连接杆与加载杠杆之间相适应的横向移动，可防止两个连接杆在加载杠杆摆动过程中与加载杠杆发生干涉。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：包括工作台、连接于工作台上的力加载装置、安装于工作台上若干组的检测组件以及安装于工作台上的检测传感器，相邻检测组件首尾之间通过转向组件相连形成回转式检测结构，每组所述检测组件包括若干根首尾相连的待试验传感器，所述力加载装置连接于回转式检测结构的头部进行力加载，所述检测传感器连接于回转式检测结构的尾部用于数据检测。

2.根据权利要求1所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述力加载装置包括可竖向摆动的加载杠杆、驱动加载杠杆摆动的驱动组件、轴线水平设置且可轴向滑动的加载柱以及驱动加载柱轴向滑动的加载绳，所述加载绳连接于加载柱上且两端分别绕过导向装置连接于加载杠杆的两端，所述加载柱端部连接于回转检测结构的头部。

3.根据权利要求1所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述转向组件包括水平设置于工作台上并可水平摆动的等臂杠杆，所述等臂杠杆两端分别转动配合于相邻传导组件首尾处。

4.根据权利要求1所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：每组所述检测组件中相邻待试验传感器之间、待试验传感器与转向组件之间以及待试验传感器与力加载装置之间通过传导柱相连，所述传导柱可轴向滑动安装于直线轴承座内。

5.根据权利要求2所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述驱动组件包括转动配合安装于工作台上的曲轴、与曲轴转动配合的曲柄连杆以及驱动曲轴转动的驱动件，所述曲柄连杆另一端转动配合于加载杠杆的一端。

6.根据权利要求4所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：每个所述传导柱配合安装有防翻转装置，所述传导柱至少一端为板状结构，所述防翻转装置包括转动配合于工作台上的两组防翻转轴承，两组防翻转轴承夹持于传导柱板状结构端部的两侧。

7.根据权利要求2所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述加载绳为分段式结构包括右加载绳以及左加载绳，所述右加载绳绕于右滑轮上，所述右加载绳一端竖向连接于杠杆右端，另一端绕过右滑轮水平连接于加载柱轴向远离待试验传感器一端，所述左加载绳包括两条分别绕于两个左滑轮上，两条左加载绳一端竖向连接于左绳卡上，左绳卡连接于加载杠杆左端，另一端绕过左滑轮水平连接于绳销上，所述绳销连接于加载柱轴向靠近待试验传感器一端，两条左加载绳分设于回转检测结构头部水平两侧，所述左、右滑轮转动配合于工作台上。

8.根据权利要求2所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述加载杠杆两端可拆卸连接有加载砝码。

9.根据权利要求8所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述加载杠杆两端连接有连接杆，其中一个连接杆螺纹竖向连接于加载杠杆一端，另一连接杆可竖向滑动贯穿于加载杠杆另一端，两个所述连接杆连接于加载绳两端，所述加载砝码可拆卸连接于连接杆上。

10.根据权利要求9所述的回转式压力传感器疲劳试验装置，其特征在于：所述连接杆的底部连接有直径大于连接杆直径的砝码盘，所述加载杠杆一端开设有腰孔，所述连接杆可滑动贯穿于该腰孔内。