CN204202789U - 一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计。该装置是由挂环、滑动触头、连杆、复位弹簧、连架杆、电磁线圈、隔离圈、滑动变阻器、壳体、密封圈、挂钩、螺钉、电源开关按钮、调档器、档位指示器、磁流变液、一档刻度尺、二档刻度尺、活塞、弹性片、支架、复力弹簧、指针、端盖组成。当该装置的工作环境满足两个条件(电源开关接通、挂钩上有重物)时开始工作。此时电磁线圈通电，磁流变液做剪切磁感线运动，发生磁流变现象形成一个剪切屈服力使得重物做缓慢下落运动，从而滑动变阻器的阻值连续减小使得电磁线圈中的电流连续变大，形成一个剪切屈服力连续变大的过程，最终与重物相平衡。此时，指针所指的刻度就是重物的重量。

Description

一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计

技术领域

本实用新型涉及一种拉力计，尤其是涉及一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计。

背景技术

在现有的技术领域中，经常需要对物体的重量进行测量，或者对某些拉力的大小进行测量，一般采用拉力计进行测量，传统的拉力计一般采用弹簧拉力的形式，不够稳定，在测试拉力过大时，容易损坏拉力计，同时示数也不断的摇晃，难以读取。

特别的，指针式拉力计为了测量时具有良好的使用性及稳定性，往往其内部结构复杂，零部件多。同时因受到其弹性体为圆柱弹簧的结构限制，指针式拉力计负载测量范围较小。目前已知的指针式拉力计其负载范围仅在0-5000N之间，且在该1000-5000N范围其精度较低。因此指针式拉力计存在负载测量范围小、精度低等不足。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一台稳定可靠、测量范围宽、且具有缓冲功能的拉力计。

为了有效的解决拉力计的如上所述的不足，本实用新型是按如下方式来实现的：一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计是由挂环，滑动触头，连杆，复位弹簧，连架杆，电磁线圈，隔离圈，滑动变阻器，壳体，密封圈，挂钩，螺钉，电源开关按钮，调档器，档位指示器，磁流变液，一档刻度尺，二档刻度尺，活塞，弹性片，支架，复力弹簧，指针，端盖组成。壳体的内壁设有滑动变阻器，其一端与电磁线圈的一端连接，通过电源开关按钮控制通断，电磁线圈的另一端连接滑动触头并随着活塞的移动使得滑动变阻器的阻值发生连续变化。支架通过复力弹簧固定在端盖上，支架与活塞之间通过弹性片连接，连架杆的中间位置和支架之间用复位弹簧铰链接，连杆、连架杆、支架和活塞之间的连接采用铰链接。活塞开有凹槽，电磁线圈绕在其中，电磁线圈与磁流变液之间用隔离圈隔离，壳体的内壁与活塞之间的间隙宽度为2mm，两个端盖与壳体之间采用密封圈密封，并且通过螺钉紧固，磁流变液充满于壳体、端盖和活塞所组成的动态封闭空间内。

该拉力计中隔离圈的材质为铝，壳体和活塞的材质为纯铁，当该装置的工作环境满足两个条件(电源开关接通、挂钩上有重物)时开始工作。此时电磁线圈通电，在活塞、壳体、磁流变液产生一个封闭的磁路，磁流变液做切割磁感线运动，由原来的New ton流体瞬间变为高粘度、低流动性的Bingham流体，形成一个剪切屈服力使得重物做缓慢下落运动，从而滑动变阻器的阻值连续减小使得电磁线圈中的电流连续变大，形成一个剪切屈服力连续变大的过程，最终与重物相平衡。此时，指针所指的刻度就是重物的重量。

磁流变液采用由宁波杉工结构监测与控制工程中心有限公司研制出的型号为SG-MRF2035磁流变液。 该型号磁流变液能稳定工作的温度范围为-40℃-150℃，在此温度范围内测量范围可达到60Kpa。

本实用新型所述的一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计的积极效果在于：在原来测量范围较小、稳定性较低、不具有缓冲功能、且读数困难的圆柱弹簧指针式拉力计的基础时，通过在拉力计上集成一个滑动变阻器，根据重物的重量自动改变其阻值，从而形成一个稳定的磁场强度，最终使其重物的重量与磁流变液在这一磁场强度下所表现出的剪切屈服力相平衡。因此该拉力计具有缓冲功能，并且稳定可靠、读数方便、测量范围宽等优点。

附图说明

图1为本实用新型一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。

在图中，本实用新型一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计，该装置是由挂环1、滑动触头2、连杆3、复位弹簧4、连架杆5、电磁线圈6、隔离圈7、滑动变阻器9、壳体10、密封圈11、挂钩12、螺钉13、电源开关按钮14、调档器15、档位指示器16、磁流变液17、一档刻度尺18、二档刻度尺19、活塞20、弹性片21、支架22、复力弹簧23、指针24、端盖25组成。

壳体10的内壁设有滑动变阻器9，其一端与电磁线圈6的一端连接，通过电源开关按钮14控制通断，电磁线圈6的另一端连接滑动触头2并随着活塞20的移动使得滑动变阻器9的阻值发生连续变化。支架22通过复力弹簧23固定在端盖25上，支架22与活塞20之间通过弹性片21连接，连架杆5的中间位置和支架22之间用复位弹簧4铰链接，连杆3、连架杆5、支架22和活塞20之间的连接采用铰链接。活塞20开有凹槽，电磁线圈6绕在其中，电磁线圈6与磁流变液17之间用隔离圈7隔离，两个端盖25与壳体10之间采用密封圈11密封，并且通过螺钉13紧固，壳体10的内壁与活塞20之间的间隙宽度为2mm，磁流变液17充满于壳体10、端盖25和活塞20所组成的动态封闭空间内。

测量时首先按下电源开关按钮14，使得电磁线圈6的一端与滑动变阻器9的一端接通，用户大致估计所要测量的重物的重量来调节调档器15，使得档位指示器16亮。接着在挂钩12上挂上重物，由于重物的作用，使得弹性片21发生微小的变形，依次带动连杆3、连架杆5，最终克服复位弹簧4的作用力使得滑动触头2与滑动变阻器9接触，这时整个拉力计满足两个条件(电源开关按钮14接通、挂钩12上有重物)进入工作状态。此时，在活塞20、壳体10以及它们之间的间隙形成一个封闭的磁感线8，同时由于重物的作用使得活塞20缓慢下移，从而活塞20带动滑动触头2下移，滑动变阻器9的阻值连续减小使得电磁线圈6中的电流连续变大，同时磁流变液17做切割磁感线8运动，形成一个剪切屈服力，当屈服力的大小与重物的重量相平衡时，系统处于一个稳定的状态，此时指针24所指的刻度就是重物的重量。测量完成后取下重物，由于复位弹簧4的作用使得滑动触头2与滑动变阻器9断开接触，剪切屈服力瞬间消失， 由于复力弹簧23的作用，将指针24复位到零刻度位置。

Claims (3)

1.一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计，该装置是由挂环、滑动触头、连杆、复位弹簧、连架杆、电磁线圈、隔离圈、滑动变阻器、壳体、密封圈、挂钩、螺钉、电源开关按钮、调档器、档位指示器、磁流变液、一档刻度尺、二档刻度尺、活塞、弹性片、支架、复力弹簧、指针、端盖组成；其特征在于：壳体(10)的内壁设有滑动变阻器(9)，其一端与电磁线圈(6)的一端连接，通过电源开关按钮(14)控制通断，电磁线圈(6)的另一端连接滑动触头(2)并随着活塞(20)的移动使得滑动变阻器(9)的阻值发生连续变化；支架(22)通过复力弹簧(23)固定在端盖(25)上；支架(22)与活塞(20)之间通过弹性片(21)连接；连架杆(5)的中间位置和支架(22)之间用复位弹簧(4)铰链接；连杆(3)、连架杆(5)、支架(22)和活塞(20)之间的连接采用铰链接；活塞(20)开有凹槽，电磁线圈(6)绕在其中；电磁线圈(6)与磁流变液(17)之间用隔离圈(7)隔离；两个端盖(25)与壳体(10)之间采用密封圈(11)密封，并且通过螺钉(13)紧固；壳体(10)的内壁与活塞(20)之间的间隙宽度为2mm，磁流变液(17)充满于壳体(10)、端盖(25)和活塞(20)所组成的动态封闭空间内。

2.如权利要求1所述一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计，其特征在于：隔离圈(7)的材质为铝；壳体(10)和活塞(20)的材质为纯铁。

3.如权利要求1所述一种基于磁流变效应的大负载指针式拉力计，其特征在于：磁流变液(17)采用由宁波杉工结构监测与控制工程中心有限公司研制出的型号为SG-MRF2035磁流变液。