CN112284602B - 一种高精度夹紧力测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种高精度夹紧力测量装置，包括左中心轴（1）和左支座（3），右中心轴（13）和右支座（19），设在左右中心轴之间的基于压力传感器（12）的运动压缩组件，以及跨设在左右支座上的两组测力端，左右支座在同侧的相对面上均设有呈45°的滑轨（4、16；21、24），测力端为两端设在左右滑轨上并与中心轴平行的受力夹板（6；22），两个受力夹板在同时受到加紧力时能够相向运动。本申请巧妙地使夹紧力稳定、准确施加至传感器上，在整个测力过程中力的方向不会发生改变，测量精度高。并且本申请测力端涉及部件少、结构紧凑，占用空间小相应重量也小，基于此，本申请能够满足在窄缝环境下精确测量夹紧力的实际需求。

Description

一种高精度夹紧力测量装置

技术领域

本申请涉及夹紧力测量技术领域，尤其涉及一种高精度夹紧力测量装置。

背景技术

在电梯、客车、动车、高铁、地铁、大型机床等机械装备过程中，通常需要测量自动门的夹紧力。

申请号为201811464636.6的发明专利公开了一种变距式自动门夹紧力测量装置，主要包括套筒、螺杆、导套杆、弹簧、压力传感器、数据处理端、左支座、右支座以及测力接触端等部件。使用时，通过旋转螺杆调整左支座在其上的位置进而实现前后两个测力接触端之间测量间隙的调节。测力时，左支座向左运动，右支座向右运动，这个相对运动的过程会对弹簧进行压缩，压力传感器获得一个横向的轴向力并产生相应的压力信号发送至数据处理端。该方案有效解决了现有技术中测量间距不可调的困扰，但是，在实际应用过程中，发现其仍然具有如下缺点：

1、测量结果误差大、精度低：一方面，在测力过程中连接测力接触端的四根连接杆的同中心轴线夹角存在变化，由于测量夹紧力是一个动态过程，这样的夹角变化会使测量结果存在额外误差。另一方面，由于连接杆与测力接触端、左右支座之间为铰接，在测力过程中测力接触端存在旋转自由度，同样也会影响测量结果的准确度。

2、体积大、质量重：测力端的左右支座、连接杆、测力接触端以及铰接件等部分涉及部件多、结构复杂松散，占用空间大且重量也大，也正是这一结构上的缺点，使得该装置没法较好应对某些窄缝或其他复杂环境的夹紧力测量。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种高精度夹紧力测量装置。

为解决上述问题，本申请提供了一种高精度夹紧力测量装置，包括左中心轴和设在其上的左支座，右中心轴和设在其上的右支座，设在所述左中心轴与所述右中心轴之间的基于压力传感器的运动压缩组件，以及分别跨设在同侧所述左支座与所述右支座上的两组测力端，其特征在于，所述左支座与所述右支座在同侧的相对面上均设有呈45°的滑轨，所有滑轨整体上形成X状，所述测力端为两端设在左右滑轨上并与中心轴平行的受力夹板，两个所述受力夹板在同时受到加紧力时能够相向运动，进而带动所述左支座和所述右支座相背运动，以使所述运动压缩组件工作将待测夹紧力传递至所述压力传感器进行测量。

优选的，所述受力夹板两端与所述滑轨之间通过设在所述滑轨槽内的滑块实现衔接。

优选的，所述滑块内侧与所述滑轨的接触面上设有滚珠，以减小两者之间的滑动摩擦力。

优选的，所述压力传感器采用薄片状、识别精度高的微型传感器。

本申请与现有技术相比具有以下优点：

本申请中，左右支座上固定式45°倾角滑轨+测力端平行受力夹板的安装方式巧妙地使夹紧力稳定、准确施加至传感器上，在整个测力过程中，力的方向不会发生改变，给后期传感器的力产生提供了精确的数据来源，测量结果精度高。并且在左右支座上设置45°倾角滑轨的基础上，测力端仅需一平行受力夹板，涉及部件少、结构紧凑，占用空间小相应重量也小，基于此，本申请装置能够满足在窄缝环境下精确测量夹紧力的实际需求。

附图说明

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本申请实施例提供的高精度夹紧力测量装置的结构示意图。

图中：1—左中心轴，2—六角螺母，3—左支座，4—滑轨a，5—滑块a，6—受力夹板a，7—左端盖，8—直线轴承，9—压缩弹簧，10—中间套筒，11—传感器支撑环，12—传感器，13—右中心轴，14—六角螺母，15—六角螺母，16—滑轨b，17—滑块b，18—塑料握把，19—右支座，20—滑块c，21—滑轨c，22—受力夹板b，23—滑块d，24—滑轨d。

具体实施方式

参考图1，本申请实施例提供了一种高精度夹紧力测量装置，其主要包括左中心轴1和设在其上的左支座3，右中心轴13和设在其上的右支座19，设在左中心轴1与右中心轴13之间的基于压力传感器12的运动压缩组件，以及分别跨设在同侧左支座3与右支座19上的两组测力端。

本申请中，左支座3与右支座19在同侧的相对面上均设有呈45°的滑轨，即位于一侧的滑轨a 4和滑轨b 16，位于另一侧的滑轨c 21和滑轨d 24，所有滑轨整体上形成X状，测力端为两端设在左右滑轨上并与中心轴平行的受力夹板，即位于一侧的受力夹板a 6和位于另一侧的受力夹板b 22。两侧受力夹板在同时受到加紧力时能够相向运动，进而带动左支座3和右支座19相背运动，以使运动压缩组件工作将待测夹紧力传递至压力传感器12进行测量。

受力夹板两端与滑轨之间通过设在滑轨槽内的滑块实现衔接。滑块内侧与滑轨的接触面上设有滚珠，以减小两者之间的滑动摩擦力。

压力传感器12采用薄片状、识别精度高（最小识别精度为0.1N）的微型传感器，相较大体积的传感器，这样能够进一步减小部件所占空间，缩小整个装置的体积和重量。

基于上述内容，以下针对装置在实际应用中的制作、使用进行举例说明。

上述滑轨a、滑轨b、滑轨c、滑轨d为四个结构尺寸完全相同的滑轨，滑轨上开有四个沉头孔，用以固定滑轨，四个滑轨分别与左右两个支座的两端用沉头螺钉固定；滑块a、滑块b、滑块c、滑块d为四个结构尺寸完全相同的滑块，其内侧有两排滚珠以减小与滑轨之间的滑动摩擦力，在滑块的顶板上开有安装孔，方便与受力夹板的固定。

左中心轴1左端攻有螺纹，用以装配左支座3，六角螺母2用以紧固左支座3和左中心轴1，左中心轴1的右侧轴端开有两个螺纹安装孔，用以固定压力传感器12，压力传感器12由硅钢所制，其开有M型槽和两个安装孔；传感器支撑环11为环状结构，在其右端，有与传感器外形一致的槽，用以镶嵌压力传感器12；直线轴承8与左端盖7为过盈配合，直线轴承8与左中心轴1存在相对滑动；压缩弹簧9用以缓冲夹紧力和保护传感器。（考虑所选用的传感器为微型传感器，其精度较高，但结构强度相对其他型号传感器略有不足，于是设计了与传感器测力范围相适应的压缩弹簧，对传感器起到较好的缓冲和保护作用）

左端盖7与中间套筒10由螺纹装配，中间套筒10右端开有小孔，以通过右中心轴13的细轴端，右中心轴13为阶梯轴，其左侧直径较大，其中间阶梯攻有螺纹用以装配右支座19；六角螺母14用以紧固中间套筒10，六角螺母15用以紧固右支座19；塑料握把18为开有内孔的圆柱型塑料制品，其内孔紧套与右中心轴13的右端。

工作原理：在夹紧力的作用下，受力夹板a、b相向运动，其距离减小，在受力夹板a、b的作用下，滑块a、b、c、d沿滑轨向内侧滑动，与此同时，左右两支座相背运动，由于左支座3与左中心轴1固定，压力传感器12固定在左中心轴1的右端部，右支座19与右中心轴13固定；在夹紧力的作用下，左支座3带动左中心轴1、传感器支撑环11、压力传感器12一同向左侧运动；右支座19带动右中心轴13、中间套筒10、左端盖7、直线轴承8一同向右侧移动；因此左端盖7、压力传感器12存在相向运动，压缩弹簧9处于压缩状态，进而将待测夹紧力传递至压力传感器12进行测量和显示。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的结构及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高精度夹紧力测量装置，包括左中心轴（1）和设在其上的左支座（3），右中心轴（13）和设在其上的右支座（19），设在所述左中心轴（1）与所述右中心轴（13）之间的基于压力传感器（12）的运动压缩组件，以及分别跨设在同侧所述左支座（3）与所述右支座（19）上的两组测力端，其特征在于，所述左支座（3）与所述右支座（19）在同侧的相对面上均设有呈45°的滑轨（4、16；21、24），所有滑轨整体上形成X状，所述测力端为两端设在左右滑轨上并与中心轴平行的受力夹板（6；22），两个所述受力夹板（6；22）在同时受到加紧力时能够相向运动，进而带动所述左支座（3）和所述右支座（19）相背运动，以使所述运动压缩组件工作将待测夹紧力传递至所述压力传感器（12）进行测量。

2.如权利要求书1所述的装置，其特征在于，所述受力夹板（6；22）两端与所述滑轨（4、16；21、24）之间通过设在所述滑轨（4、16；21、24）槽内的滑块（5、17；20、23）实现衔接。

3.如权利要求书2所述的装置，其特征在于，所述滑块（5、17；20、23）内侧与所述滑轨（4、16；21、24）的接触面上设有滚珠，以减小两者之间的滑动摩擦力。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力传感器（12）采用薄片状、识别精度高的微型传感器。

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