CN205404011U - 一种力传感器及其弹性体 - Google Patents
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Abstract
一种弹性体，用于力传感器，包括环状主体，该环状主体的第一端部的靠近外环面(103)的位置上具有应变面，该应变面上设置有应变片(200)；环状主体的第一端部的靠近内环面(107)的位置具有荷载面，用于承载荷载；主体的第二端部的靠近内环面(107)的位置上开设有第二台阶，该第二台阶上开设有环状形变槽(105)，第二台阶的第二台阶面(106)为过载保护面；第二端部的第二端面(104)为支撑面，用于使弹性体支撑在支撑体上；本实用新型的弹性体结构巧妙，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及力传感器领域，尤其涉及一种力传感器及其弹性体。
背景技术
在现有力传感器的弹性体中，多数是采用单悬臂梁结构，少数采用双孔型悬臂梁结构；在这些弹性体结构中，在悬臂梁受力的正、反面粘贴或熔接有应变片，通过应变片的形变测量弹性体受力的大小。然而，这些弹性体自身不具有过载保护的结构，当弹性体受力过大时，应变片的形变会超过其形变范围，力传感器可能会因为过载而损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有大多数力传感器不具有过载保护的结构，在过载时可能会损坏的问题，提出一种具有过载保护功能的力传感器及其弹性体。
本实用新型解决其技术问题的技术方案是：
本实用新型提出了一种弹性体，用于力传感器，包括环状主体，该环状主体的第一端部的靠近外环面的位置上具有应变面，该应变面上设置有应变片；环状主体的第一端部的靠近内环面的位置具有荷载面，用于承载荷载；
主体的第二端部的靠近内环面的位置上开设有第二台阶，该第二台阶上开设有环状形变槽，第二台阶的第二台阶面为过载保护面；第二端部的第二端面为支撑面，用于使弹性体支撑在支撑体上；
在当荷载面承载荷载时，过载保护面向支撑体移动，且应变面发生形变；过载保护面用于在当荷载过大时与支撑体相贴，以阻碍应变面继续发生形变。
本实用新型上述的弹性体中，第一端部的靠近外环面的位置上开设有第一台阶；所述应变面为第一台阶的第一台阶面；所述荷载面为第一端部的第一端面。
本实用新型上述的弹性体中，所述应变面为第一端部的第一端面的靠近外环面的部分；所述荷载面为所述第一端面的靠近内环面的部分。
本实用新型上述的弹性体中，应变片通过粘贴或熔接方式贴设在所述应变面上。
本实用新型上述的弹性体中，所述弹性体呈螺栓垫片型，所述主体呈圆环状；形变槽呈圆环状，与所述主体同轴设置。
本实用新型还提出了一种力传感器，包括如上所述的弹性体。
本实用新型通过构造一种弹性体，使该弹性体设置在荷载和支撑体之间来进行工作；并在弹性体的与支撑体贴合的支撑面上形成一台阶，该台阶的台阶面为过载保护面；在当荷载过大时，过载保护面会向支撑体移动，直到与支撑体相贴合，从而使得弹性体不再发生形变。在具有该弹性体的力传感器中，将应变片设置在弹性体的适当位置上，使得应变片在弹性体受到荷载作用时发生形变，并在过载保护面与支撑体相贴合时，停止发生形变。这样，就实现了过载保护的功能。本实用新型的弹性体结构巧妙，实用性强。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1为本实用新型第一实施例的弹性体的示意图；
图2为图1所示的弹性体的B-B方向的剖视图；
图3为图2所示的弹性体的C部的局部放大图；
图4为图1所示的弹性体的立体图；
图5为图1所示的弹性体的另一方向上的立体图；
图6为本实用新型第二实施例的弹性体的示意图；
图7为图6所示的弹性体的D-D方向的剖视图；
图8为图7所示的弹性体的E部的局部放大图；
图9为图6所示的弹性体的立体图；
图10为图6所示的弹性体的另一方向上的立体图。
具体实施方式
本实用新型要解决的技术问题是：现有大多数力传感器不具有过载保护的结构，在过载时可能会损坏。本实用新型就该技术问题而提出的技术思路是：构造一种弹性体，使该弹性体设置在荷载和支撑体之间来进行工作；并在弹性体的与支撑体贴合的支撑面上形成一台阶，该台阶的台阶面为过载保护面；在当荷载过大时，过载保护面会向支撑体移动，直到与支撑体相贴合，从而使得弹性体不再发生形变。在具有该弹性体的力传感器中，将应变片设置在弹性体的适当位置上，使得应变片在弹性体受到荷载作用时发生形变，并在过载保护面与支撑体相贴合时，停止发生形变。这样，就实现了过载保护的功能。
为了使本领域技术人员理解和实施本实用新型，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。
第一实施例
参照图1-图5，图1为本实用新型第一实施例的弹性体的示意图；图2为图1所示的弹性体的B-B方向的剖视图；图3为图2所示的弹性体的C部的局部放大图；图4为图1所示的弹性体的立体图；图5为图1所示的弹性体的另一方向上的立体图。
如图1-图5所示，弹性体100包括环状主体，定义该主体的在其环孔延伸方向上的两个端部分别为第一端部和第二端部；如图3所示，主体的第一端部的靠近外环面103的位置上开设有第一台阶，这里，第一端部的第一端面101为荷载面，用于承载荷载；第一台阶的第一台阶面102为应变面，用于设置应变片200。
进一步地，如图3所示，主体的第二端部的靠近内环面107的位置上开设有第二台阶，并且，该第二台阶上开设有环状形变槽105，第二台阶的第二台阶面106为过载保护面，第二端部的第二端面104为支撑面，用于将弹性体100支撑在支撑体(图中未示出)上。同时，应变片200一般通过粘贴或熔接方式贴设在第一台阶面102上，在当第一端面101受到荷载作用时，第一台阶面102会发生形变，应变片200会敏感地感应到这种形变，并输出相应的输出信号，这种输出信号可以是电信号或光信号等，用户通过相关设备接收该输出信号，并通过相应的算法便可以计算得到形变大小以及荷载大小。这里，应变片200根据具体应用需要，选择适当的数量以及形状。进一步地，在当荷载过大时，第二台阶面106会向着支撑体移动，并与支撑体相贴合，从而阻止第一台阶面102继续发生形变，这样，就起到了过载保护的功能。
优选地，如图4和图5所示，在本实施例中，弹性体100为螺栓垫片型的环形设计，主体呈圆环状，形变槽105呈圆环状，与主体同轴设置。可以理解，主体和形变槽的形状并不限于圆环状，还可以为呈正多边形形状；应变片200具有多个，该多个应变片200围绕主体轴向设置。优选地，应变片200的数目为偶数个，并且轴对称地分布在应变面上。
在本实施例中，在设计适用于不同量程的力传感器时，需要调整和确定开始过载保护的形变起始点，此时，可以调整第二台阶面106和第二端面104之间的垂直距离、或者外环面103与内环面107之间的距离、或者形变槽105的位置、或者形变槽105槽底与第一台阶面102之间的距离来实现。
在这里，调整第一台阶面102和形变槽105槽底之间的距离、或者外环面103与内环面107之间的距离、或者形变槽105的位置会改变在第一端面101受力时第一台阶面102的形变相对于荷载的比例。
第二实施例
参照图6-图10，图6为本实用新型第二实施例的弹性体的示意图；图7为图6所示的弹性体的D-D方向的剖视图；图8为图7所示的弹性体的E部的局部放大图；图9为图6所示的弹性体的立体图；图10为图6所示的弹性体的另一方向上的立体图。
本实施例与第一实施例的区别在于：本实施例的弹性体并没有开设第一台阶，该弹性体的第一端部的第一端面既用于承载荷载，又用于设置应变片。
具体地，如图6-图10所示，弹性体100包括环状主体，定义该主体的在其环孔延伸方向上的两个端部分别为第一端部和第二端部；如图8所示，主体的第一端部的第一端面101的靠近外环面103的部分为应变面，用于设置应变片200；该第一端面101的靠近内环面107的部分为荷载面，用于承载荷载。
进一步地，如图8所示，主体的第二端部的靠近内环面107的位置上开设有第二台阶，并且，该第二台阶上开设有环状形变槽105，第二台阶的第二台阶面106为过载保护面，第二端部的第二端面104为支撑面，用于将弹性体100支撑在支撑体(图中未示出)上。同时，应变片200一般通过粘贴或熔接方式贴设在第一端面101的靠近外环面103的位置上，在当第一端面101的靠近内环面107的位置受到荷载作用时，第一端面101会发生形变，应变片200会敏感地感应到这种形变，并输出相应的输出信号，这种输出信号可以是电信号或光信号等，用户通过相关设备接收该输出信号，并通过相应的算法便可以计算得到形变大小以及荷载大小。这里，应变片200根据具体应用需要，选择适当的数量以及形状。进一步地，在当荷载过大时，第二台阶面106会向着支撑体移动，并与支撑体相贴合，从而阻止第一端面101继续发生形变，这样，就起到了过载保护的功能。
优选地，如图9和图10所示，在本实施例中，弹性体100为螺栓垫片型的环形设计，主体呈圆环状，形变槽105呈圆环状，与主体同轴设置。应变片200具有多个，该多个应变片200围绕主体轴向设置。优选地，应变片200的数目为偶数个，并且轴对称地分布在应变面上。
在本实施例中，在设计适用于不同量程的力传感器时，需要调整和确定开始过载保护的形变起始点，此时，可以调整第二台阶面106和第二端面104之间的垂直距离、或者外环面103与内环面107之间的距离、或者形变槽105的位置、或者形变槽105槽底与第一端面101之间的距离来实现。
在这里，调整第一端面101和形变槽105槽底之间的距离、或者外环面103与内环面107之间的距离、或者形变槽105的位置会改变在第一端面101受力时第一端面101的形变相对于荷载的比例。
本实用新型通过构造一种弹性体，使该弹性体设置在荷载和支撑体之间来进行工作；并在弹性体的与支撑体贴合的支撑面上形成一台阶，该台阶的台阶面为过载保护面；在当荷载过大时，过载保护面会向支撑体移动，直到与支撑体相贴合，从而使得弹性体不再发生形变。在具有该弹性体的力传感器中，将应变片设置在弹性体的适当位置上，使得应变片在弹性体受到荷载作用时发生形变，并在过载保护面与支撑体相贴合时，停止发生形变。这样，就实现了过载保护的功能。本实用新型的弹性体结构巧妙，实用性强。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种弹性体，用于力传感器，其特征在于，包括环状主体，该环状主体的第一端部的靠近外环面(103)的位置上具有应变面，该应变面上设置有应变片(200)；环状主体的第一端部的靠近内环面(107)的位置具有荷载面，用于承载荷载；
主体的第二端部的靠近内环面(107)的位置上开设有第二台阶，该第二台阶上开设有环状形变槽(105)，第二台阶的第二台阶面(106)为过载保护面；第二端部的第二端面(104)为支撑面，用于使弹性体(100)支撑在支撑体上；
在当荷载面承载荷载时，过载保护面向支撑体移动，且应变面发生形变；过载保护面用于在当荷载过大时与支撑体相贴，以阻碍应变面继续发生形变。
2.根据权利要求1所述的弹性体，其特征在于，第一端部的靠近外环面(103)的位置上开设有第一台阶；所述应变面为第一台阶的第一台阶面(102)；所述荷载面为第一端部的第一端面(101)。
3.根据权利要求1所述的弹性体，其特征在于，所述应变面为第一端部的第一端面(101)的靠近外环面(103)的部分；所述荷载面为所述第一端面(101)的靠近内环面(107)的部分。
4.根据权利要求1所述的弹性体，其特征在于，应变片(200)通过粘贴或熔接方式贴设在所述应变面上。
5.根据权利要求1-4任何一项所述的弹性体，其特征在于，所述弹性体(100)呈螺栓垫片型，所述主体呈圆环状；形变槽(105)呈圆环状，与所述主体同轴设置。
6.一种力传感器，其特征在于，包括如权利要求1-5任何一项所述的弹性体(100)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201620123723.5U CN205404011U (zh) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | 一种力传感器及其弹性体 |
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Publications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106513260A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-22 | 福州大学 | 应变片压紧匀胶机构及其方法 |
| CN106525209A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-03-22 | 上海应用技术大学 | 一种量程自动切换的电子秤及称量方法 |
| CN109696262A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 黑龙江华安精益计量技术研究院有限公司 | 一种超薄型应变式力传感器 |
| CN109974923A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-07-05 | 上海电仪仪器仪表有限公司 | 一种压力变送器结构 |
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2016
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