CN115655530A - 一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置及方法，该装置通过将带有夹弦器的应变管通过压板固设于导向块上，可以保持夹弦器位置相对不动，又由于设置于导向块内的顶块与压力机构相对设置，以对夹弦器上下同时施加压力，让夹弦器同时往中轴线产生变形，夹弦器中心的位置不发生相对变动，因此，振弦在两端固定前后，振弦上的张力不发生变化，维持了振弦在夹持固定过程中的张力稳定性，另外，通过张力提供机构给振弦施加的恒定的张力，可以进一步提高振弦类传感器初始状态的生产一致性。

Description

一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置及方法

技术领域

本发明涉及振弦式传感器技术领域，特别涉及一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置及方法。

背景技术

振弦式传感器是以拉紧的金属弦作为敏感元件的谐振式传感器，其输出的是频率信号，不需要A/D或D/A转换，抗干扰能力强，能够远距离传输，由于其具有稳定性好、重复性好、结构简单、寿命长以及灵敏度高等优点，因此被广泛应用于大坝、桥梁、公路等对力、位移和裂缝的检测。

一般的振弦固定方法是用振弦穿过两个夹弦器，通过外力使得夹弦器发生形变，从而夹持住振弦，但传统的外力施加方法是对夹弦器采取单方向的施加压力，在加压过程中，夹弦器会往单侧发生变形，且变形后夹弦器的中心位置相对主体结构发生了改变，从而导致被夹持振弦的长度以及轴向的张力相对于夹持固定前都发生了改变，影响振弦类传感器的初始状态性能。

发明内容

基于此，本发明提出的一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置及方法，旨在解决现有技术中，振弦在夹持固定过程中张力变化较大的问题。

根据本发明实施例的第一方面提供了一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，包括底座、与所述底座活动连接的张力提供机构、固设于所述底座上的限位机构以及设置于所述限位机构上方的压力机构，其中，所述限位机构包括固设于所述底座上的槽体、以及与所述槽体适配的导向块，所述导向块内开设有导向槽，所述导向槽用于容纳与所述导向槽适配的顶块，所述导向块的上方设置有压板，所述压板用于将应变管固定于所述导向块上，所述应变管用于包裹振弦以及套设于所述振弦两端的夹弦器，所述振弦靠近所述张力提供机构的一端用于与所述张力提供机构连接，且所述张力提供机构设置于所述振弦的延伸方向上，所述张力提供机构用于给所述振弦提供预设张力，所述压力机构位于所述振弦的夹弦器的上方，且与所述顶块位于同一方向上，用于当所述振弦固定于所述导向块上时，所述压力机构对所述夹弦器施加压力，以使所述夹弦器发生形变。

进一步的，所述底座上开设有第一导气孔，所述槽体上开设有与所述第一导气孔匹配的第二导气孔。

进一步的，所述导向块靠近所述张力提供机构的一端向远离所述底座方向延伸出第一限位部，所述限位部上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述应变管的管口对应，所述第一通孔用于将所述振弦穿入所述夹弦器中。

进一步的，所述导向块远离所述张力提供机构的一端向远离所述底座方向延伸出第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部用于当所述应变管放在所述导向块上时，所述应变管的两端分别与所述第一限位部和所述第二限位部抵靠。

进一步的，所述顶块的长度大于所述导向槽的槽深。

进一步的，所述压板上开设有第二通孔，所述导向块上开设有与所述第二通孔匹配的内螺纹孔，通过螺丝贯穿所述第二通孔，并旋转插入所述内螺纹孔来将所述应变管固定于所述导向块上。

进一步的，当所述应变管通过所述压板固定于所述导向块上，且将所述导向块放置于所述槽体内时，所述应变管与所述顶块抵靠，所述导向块与所述槽底留有预设间隙。

进一步的，所述压力机构包括压机和由所述压机向所述顶块方向上延伸出的压头，且所述压头形状与所述顶块形状相同。

进一步的，所述张力提供机构包括夹弦组件、滑轮、配重块、以及将所述夹弦组件与所述配重块通过所述滑轮连接的拉绳，其中，所述夹弦组件包括振弦固定件和与所述振弦固定件固定连接的滑块，所述滑块与安设在所述底座上的滑轨配合，以使所述夹弦组件在所述底座上滑动。

本发明实施例的第二方面提供了一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的方法，应用于上述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置中，所述方法包括：

将导向块放入槽体中，再将顶块装入导向块中的导向槽中，随后将两端装好夹弦器的应变管放置在导向块上，并通过压板将所述应变管与所述导向块固定；

将振弦穿过所述夹弦器，再将压力机构移至远离张力提供机构一端的所述夹弦器的上方，并控制所述压力机构下压，以使所述夹弦器与所述振弦固定；

将所述振弦靠近所述张力提供机构的一端与所述张力提供机构固定连接，在所述张力提供机构牵引下，给所述振弦施加固定的张力，再将所述压力机构移至靠近所述张力提供机构一端的所述夹弦器的上方，并控制所述压力机构下压。

与现有技术相比：通过将带有夹弦器的应变管通过压板固设于导向块上，可以保持夹弦器位置相对不动，又由于设置于导向块内的顶块与压力机构相对设置，以对夹弦器上下同时施加压力，让夹弦器同时往中轴线产生变形，夹弦器中心的位置不发生相对变动，因此，振弦在两端固定前后，振弦上的张力不发生变化，维持了振弦在夹持固定过程中的张力稳定性，另外，通过张力提供机构给振弦施加的恒定的张力，可以进一步提高振弦类传感器初始状态的生产一致性。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置的结构示意图；

图2为本发明第二实施例中的保持振弦夹持固定过程中张力不变的方法的流程图。

以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，包括底座1、与底座1活动连接的张力提供机构、固设于底座1上的限位机构以及设置于限位机构上方的压力机构，其中：

底座1可以通过螺接的方式固定于工作台上，当底座1固定完成后，再将限位机构固定于该底座1之上，其中，该限位机构同样可以采用螺接的方式与底座1进行固定，具体的，限位机构包括固设于底座1上的槽体2、以及与槽体2适配的导向块3，可以理解的，导向块3可以刚好放入槽体2内，与槽体2的凹槽契合，由于导向块3受限于槽体2，所以通过槽体2可以限制导向块3除加压方向外的其余自由度，即导向块3只能在槽体2的竖直方向上移动，另外，导向块3内开设有导向槽，导向槽用于容纳与导向槽适配的顶块6，即顶块6的活动被导向槽限制，只能在导向槽的竖直方向上移动，需要说明的是，当应变管4放置在导向块3上时，应变管4中的夹弦器41应处于顶块6的正上方，且顶块6的长度大于导向槽的槽深，即将导向块3和顶块6放置在槽体2中时，且导向块3和顶块6均触及槽体2的槽底时，顶块6高出导向块3，在本实施例当中，当应变管4通过压板5固定于导向块3上，且将导向块3放置于槽体2内时，应变管4与顶块6抵靠，导向块3与槽底留有预设间隙，预设间隙即为顶块6高出导向块3的高度，另外，由于应变管4中有两个夹弦器41，且位于应变管4的两端，所以为了与夹弦器41配合使用，导向槽也对称设置于导向块3的两侧，且与夹弦器41位置匹配。

具体的，导向块3的上方设置有压板5，压板5用于将应变管4固定于导向块3上，其中，压板5上开设有第二通孔，导向块3上开设有与第二通孔匹配的内螺纹孔，通过螺丝贯穿第二通孔，并旋转插入内螺纹孔来将应变管4固定于导向块3上，在本实施例当中，导向块3靠近张力提供机构的一端向远离底座1方向延伸出第一限位部31，限位部上开设有第一通孔，第一通孔与应变管4的管口对应，第一通孔用于将振弦42穿入夹弦器41中，另外，导向块3远离张力提供机构的一端向远离底座1方向延伸出第二限位部32，第一限位部31和第二限位部32用于当应变管4放在导向块3上时，应变管4的两端分别与第一限位部31和第二限位部32抵靠，可以理解的，第一限位部31、第二限位部32以及导向块3形成了一个凹槽结构，第一限位部31离第二限位部32的距离为应变管4的长度，即凹槽结构当好可以容纳应变管4，起到限位的作用，有效提高应变管4摆放时间，另外，当应变管4放置好后，由于第一限位部31的第一通孔与应变管4管口对应，可将振弦42通过第一通孔穿入应变管4的夹弦器41中，直至振弦42与第二限位部32抵靠，可有效提升振弦42穿入夹弦器41的效率。

需要说明的是，振弦42靠近张力提供机构的一端用于与张力提供机构连接，且张力提供机构设置于振弦42的延伸方向上，张力提供机构用于给振弦42提供预设张力，具体的，张力提供机构包括夹弦组件、滑轮85、配重块86、以及将所述夹弦组件与所述配重块86通过所述滑轮85连接的拉绳84，其中，所述夹弦组件包括振弦固定件81和与所述振弦固定件81固定连接的滑块82，所述滑块82与安设在所述底座1上的滑轨83配合，以使所述夹弦组件在所述底座1上滑动，在本实施例当中，滑轨83通过螺接的方式与底座1固定，可以用于定位蹦弦方向，在远离所述限位机构的一侧安设有定滑轮85，该定滑轮85可以为V型轮，可用来转换振弦42的受力方向，拉绳84的两端分别与振弦42固定件和配重块86连接，可以理解的，利用配重块86的自重给振弦42施加固定的张力，即调制好的配重块86可以替代拉力计或其他人工测力张拉的方式，给振弦42两端施加固定的设计张力。

进一步的，压力机构位于振弦42的夹弦器41的上方，且与顶块6位于同一方向上，用于当振弦42固定于导向块3上时，压力机构对夹弦器41施加压力，以使夹弦器41发生形变，从而将振弦42夹持固定，具体的，压力机构包括压机71和由压机71向顶块6方向上延伸出的压头72，且压头72形状与顶块6形状相同，在本实施例当中，压头72和顶块6可为长方体，即作用于夹弦器41的面积相同，以保证压力作用于夹弦器41时，受力均匀，可以理解的，压头72对夹弦器41单方向施加压力时，顶块6会生成一个同等大小的反作用力，形成对夹弦器41双向加压的效果，解决了振弦42在夹持固定过程中张力变化较大的问题，另外，底座1上开设有第一导气孔11，槽体2上开设有与第一导气孔11匹配的第二导气孔21，设置导气孔的目的在于，防止导向块3压入槽体2后，由于负压无法拔出，为此，将导向块3与槽体2之间的空气排出，可以方便导向块3从槽体2中取出，需要说明的是，工作台上也需要有对应的孔进行排气。

在本实施例当中，导向块3的中间区域开设有容纳槽33，该容纳槽33用于容置线圈，且容纳槽33位于振弦42的下方，通过该线圈可以检测振弦42产品是否合格。

综上，本发明上述实施例当中的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，通过将带有夹弦器的应变管通过压板固设于导向块上，可以保持夹弦器位置相对不动，又由于设置于导向块内的顶块与压力机构相对设置，以对夹弦器上下同时施加压力，让夹弦器同时往中轴线产生变形，夹弦器中心的位置不发生相对变动，因此，振弦在两端固定前后，振弦上的张力不发生变化，维持了振弦在夹持固定过程中的张力稳定性，另外，通过张力提供机构给振弦施加的恒定的张力，可以进一步提高振弦类传感器初始状态的生产一致性。

实施例二

请参阅图2，所示为本发明第二实施例中的保持振弦夹持固定过程中张力不变的方法，所述方法具体包括步骤S21至步骤S23。

步骤S21，将导向块放入槽体中，再将顶块装入导向块中的导向槽中，随后将两端装好夹弦器的应变管放置在导向块上，并通过压板将所述应变管与所述导向块固定。

其中，将振弦与应变管固定在导向块上后，由于应变管两端没有发生冲压变形，故应变管会支撑在两端的顶块上，由于导线块与应变管已固定为一体，所以导向块的底面会与槽体的槽底脱离，不接触，它们之间的距离为应变管冲压变形的尺寸。

步骤S22，将振弦穿过所述夹弦器，再将压力机构移至远离张力提供机构一端的所述夹弦器的上方，并控制所述压力机构下压，以使所述夹弦器与所述振弦固定。

步骤S23，将所述振弦靠近所述张力提供机构的一端与所述张力提供机构固定连接，在所述张力提供机构牵引下，给所述振弦施加固定的张力，再将所述压力机构移至靠近所述张力提供机构一端的所述夹弦器的上方，并控制所述压力机构下压。

具体的，压头往下冲压时，两端的顶块位置保持不变，应变管和导向块随着应变管的变形一起往下偏移，这个过程中，应变管的轴心始终与导向块保持着相对不动，可以有效解决振弦在夹持固定过程中张力变化较大的问题，从而提高振弦类传感器初始状态的生产一致性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，包括底座、与所述底座活动连接的张力提供机构、固设于所述底座上的限位机构以及设置于所述限位机构上方的压力机构，其中，所述限位机构包括固设于所述底座上的槽体、以及与所述槽体适配的导向块，所述导向块内开设有导向槽，所述导向槽用于容纳与所述导向槽适配的顶块，所述导向块的上方设置有压板，所述压板用于将应变管固定于所述导向块上，所述应变管用于包裹振弦以及套设于所述振弦两端的夹弦器，所述振弦靠近所述张力提供机构的一端用于与所述张力提供机构连接，且所述张力提供机构设置于所述振弦的延伸方向上，所述张力提供机构用于给所述振弦提供预设张力，所述压力机构位于所述振弦的夹弦器的上方，且与所述顶块位于同一方向上，用于当所述振弦固定于所述导向块上时，所述压力机构对所述夹弦器施加压力，以使所述夹弦器发生形变。

2.根据权利要求1所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，所述底座上开设有第一导气孔，所述槽体上开设有与所述第一导气孔匹配的第二导气孔。

3.根据权利要求1所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，所述导向块靠近所述张力提供机构的一端向远离所述底座方向延伸出第一限位部，所述限位部上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述应变管的管口对应，所述第一通孔用于将所述振弦穿入所述夹弦器中。

4.根据权利要求3所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，所述导向块远离所述张力提供机构的一端向远离所述底座方向延伸出第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部用于当所述应变管放在所述导向块上时，所述应变管的两端分别与所述第一限位部和所述第二限位部抵靠。

5.根据权利要求1所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，所述顶块的长度大于所述导向槽的槽深。

6.根据权利要求1所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，所述压板上开设有第二通孔，所述导向块上开设有与所述第二通孔匹配的内螺纹孔，通过螺丝贯穿所述第二通孔，并旋转插入所述内螺纹孔来将所述应变管固定于所述导向块上。

7.根据权利要求1所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，当所述应变管通过所述压板固定于所述导向块上，且将所述导向块放置于所述槽体内时，所述应变管与所述顶块抵靠，所述导向块与所述槽底留有预设间隙。

8.根据权利要求1所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，所述压力机构包括压机和由所述压机向所述顶块方向上延伸出的压头，且所述压头形状与所述顶块形状相同。

9.根据权利要求1所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置，其特征在于，所述张力提供机构包括夹弦组件、滑轮、配重块、以及将所述夹弦组件与所述配重块通过所述滑轮连接的拉绳，其中，所述夹弦组件包括振弦固定件和与所述振弦固定件固定连接的滑块，所述滑块与安设在所述底座上的滑轨配合，以使所述夹弦组件在所述底座上滑动。

10.一种保持振弦夹持固定过程中张力不变的方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的保持振弦夹持固定过程中张力不变的装置中，所述方法包括：

将导向块放入槽体中，再将顶块装入导向块中的导向槽中，随后将两端装好夹弦器的应变管放置在导向块上，并通过压板将所述应变管与所述导向块固定；

将振弦穿过所述夹弦器，再将压力机构移至远离张力提供机构一端的所述夹弦器的上方，并控制所述压力机构下压，以使所述夹弦器与所述振弦固定；

将所述振弦靠近所述张力提供机构的一端与所述张力提供机构固定连接，在所述张力提供机构牵引下，给所述振弦施加固定的张力，再将所述压力机构移至靠近所述张力提供机构一端的所述夹弦器的上方，并控制所述压力机构下压。

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