CN207074096U - 应变式环形测力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种应变式环形测力传感器，包括基座、环体、和用于向所述环体施力的受力杆，所述环体包括外环、内环和环状的等强度梁，所述外环的上端与所述等强度梁的外圈连接，所述内环的上端与所述等强度梁的内圈连接，所述受力杆依次穿过所述内环的通孔及所述基座的通孔，所述外环的下端与所述基座的上表面抵接，所述等强度梁上安装有应变片。本实用新型高度低，直径小，可以直接通过受力杆与环体的配合受力，安装方便，在电缸或者丝杠推动下可以直接测量力值大小，可广泛应用于电机装配，电缸推力的检测，压装等力值检测等。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种应变式环形测力传感器。
背景技术
在微型电机装配和手机各种功能键的装配过程中，传感器的尺寸要求都比较小，力值检测范围也小，在快速装配的前提下传感器的动态响应比较高，特别是手机功能键的装配更是要控制力值的大小，同时根据时时检测到的数据上传到上位机来控制电机的移动。但是，现有技术中的测力传感器高度和直径较大，且安装不方便。
实用新型内容
本实用新型提供了一种应变式环形测力传感器，以解决现有技术的测力传感器高度和直径较大，且安装不方便的问题。
为解决上述问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种应变式环形测力传感器，包括基座、环体、和用于向所述环体施力的受力杆，所述环体包括外环、内环和环状的等强度梁，所述外环的上端与所述等强度梁的外圈连接，所述内环的上端与所述等强度梁的内圈连接，所述受力杆依次穿过所述内环的通孔及所述基座的通孔，所述外环的下端与所述基座的上表面抵接，所述等强度梁上安装有应变片。
优选地，所述外环的下端面的外缘处形成过载保护突缘，所述过载保护突缘向所述基座的方向突出。
优选地，所述过载保护突缘的高度为0.03-0.07mm。
优选地，所述内环的上端面高于所述等强度梁的上表面。
优选地，所述受力杆包括杆部，所述杆部的远离所述基座的一端形成有凸沿，所述受力杆的截面呈T形，所述凸沿与所述内环的上端面抵接。
优选地，所述应变片贴在所述等强度梁的朝向所述基座的一面。
优选地，所述等强度梁上贴有两组所述应变片，第一组所述应变片设置在第一圆周上，第二组所述应变片设置在第二圆周上，且所述第一圆周的直径大于所述第二圆周的直径。
优选地，第一组所述应变片及第一组所述应变片中的应变片个数均为四个，第一组所述应变片及第一组所述应变片中的每个应变片均沿所述等强度梁的周向均匀分布。
优选地，第一组所述应变片中的每个应变片分别与第二组所述应变片中的每个应变片一一对应地分别沿所述等强度梁的径向设置。
优选地，所述受力杆为螺钉或丝杆。
由于采用了上述技术方案，本实用新型高度低，直径小，可以直接通过受力杆与环体的配合受力，安装方便，在电缸或者丝杠推动下可以直接测量力值大小，可广泛应用于电机装配，电缸推力的检测，压装等力值检测等。
附图说明
图1示意性地示出了本实用新型的剖视图；
图2示意性地示出了环体的剖视图；
图3示意性地示出了环体的仰视图；
图4示意性地示出了应力分布及传感器的信号输出图。
图中附图标记：1、基座；2、环体；3、受力杆；4、外环；5、内环；6、等强度梁；7、应变片；8、过载保护突缘；9、杆部；10、凸沿。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本实用新型的一个方面，提供了一种应变式环形测力传感器，包括基座1、环体2、和用于向所述环体2施力的受力杆3，所述环体2包括外环4、内环5和环状的等强度梁6，所述外环4的上端与所述等强度梁6的外圈连接，所述内环5的上端与所述等强度梁6的内圈连接，所述受力杆3依次穿过所述内环5的通孔及所述基座1的通孔，所述外环4的下端与所述基座1的上表面抵接，所述等强度梁6上安装有应变片7。优选地，所述受力杆3为螺钉或丝杆，当然也可以采用其他杆状件。
本实用新型的动态响应频率经测试可以达到500Hz左右，在200Hz的频率下本实用新型的输出信号误差只是满量程的3％左右，基本可以满足动态测试的使用。更优选地，外环4与内环5之间的间隙内可用混合硅脂胶灌封后，再在表面用704胶封住表面，从而形成一个固定、有柔性的腔体，不仅可以把动态响应频率提高，同时还对传感器内部元件进行有效地防护，其防护等级可以达到IP65。
受力杆3承受外部的力，并将其施加到环体2上，于是，等强度梁6产生微小变形，通过粘贴在其上的应变片7感受同等效果的应变值，于是，可根据惠斯顿电桥的工作原理，把多个应变片7结合起来，根据力值的大小变化，输出一个对应变化的电压信号。
等强度梁6(变截面结构)使应变片7在其沿著轴线的方向的每一个点上的应变是一样的，因此应变片7的贴片位置影响是非常小的。采用等强度梁设计，可增大抗侧向力的能力。请参考图4，等强度梁6的受力存在住正负两个应变区，在等强度梁6的圆环的内侧为正应变区，外侧为负应变区，且其变化规律是二次抛物线的形式。
由于采用了上述技术方案，本实用新型高度低，直径小，可以直接通过受力杆3与环体2的配合受力，安装方便，在电缸或者丝杠推动下可以直接测量力值大小，可广泛应用于电机装配，电缸推力的检测，压装等力值检测等。
优选地，所述外环4的下端面的外缘处形成过载保护突缘8，所述过载保护突缘8向所述基座1的方向突出。优选地，所述过载保护突缘8的高度为0.03-0.07mm，更具体地，据不同的输出信号要求选择过载保护突缘8的高度。过载保护突缘8起到机械过载保护作用，当受力超过150％时，该过载保护突缘8和基座1接触，起到机械限位的作用。
优选地，所述内环5的上端面高于所述等强度梁6的上表面。
优选地，所述受力杆3包括杆部9，所述杆部9的远离所述基座1的一端形成有凸沿10，所述受力杆3的截面呈T形，所述凸沿10与所述内环5的上端面抵接。
优选地，所述应变片7贴在所述等强度梁6的朝向所述基座1的一面。
优选地，所述等强度梁6上贴有两组所述应变片7，第一组所述应变片7设置在第一圆周上，第二组所述应变片7设置在第二圆周上，且所述第一圆周的直径大于所述第二圆周的直径。
优选地，第一组所述应变片7及第一组所述应变片7中的应变片7个数均为四个，第一组所述应变片7及第一组所述应变片7中的每个应变片7均沿所述等强度梁6的周向均匀分布。抗侧向力的影响主要是通过应变片7的对称布置和等强度梁的设计来保证：由于八片应变片7均匀对称分布，当受到侧向力时或者受力不是沿著中心时，应为应变片7是对称分布，这时每一个应变片7的变形是有变化的，但惠斯顿电桥的对称布置使得其输出变化还可以维持到原有水平。
优选地，第一组所述应变片7中的每个应变片7分别与第二组所述应变片7中的每个应变片7一一对应地分别沿所述等强度梁6的径向设置。其中，位于内圈的四片应变片7所感受到的是正应变，位于外圈的四片应变片7感受到的是负应变。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种应变式环形测力传感器，其特征在于，包括基座(1)、环体(2)、和用于向所述环体(2)施力的受力杆(3)，所述环体(2)包括外环(4)、内环(5)和环状的等强度梁(6)，所述外环(4)的上端与所述等强度梁(6)的外圈连接，所述内环(5)的上端与所述等强度梁(6)的内圈连接，所述受力杆(3)依次穿过所述内环(5)的通孔及所述基座(1)的通孔，所述外环(4)的下端与所述基座(1)的上表面抵接，所述等强度梁(6)上安装有应变片(7)。
2.根据权利要求1所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，所述外环(4)的下端面的外缘处形成过载保护突缘(8)，所述过载保护突缘(8)向所述基座(1)的方向突出。
3.根据权利要求2所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，所述过载保护突缘(8)的高度为0.03-0.07mm。
4.根据权利要求1所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，所述内环(5)的上端面高于所述等强度梁(6)的上表面。
5.根据权利要求4所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，所述受力杆(3)包括杆部(9)，所述杆部(9)的远离所述基座(1)的一端形成有凸沿(10)，所述受力杆(3)的截面呈T形，所述凸沿(10)与所述内环(5)的上端面抵接。
6.根据权利要求1所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，所述应变片(7)贴在所述等强度梁(6)的朝向所述基座(1)的一面。
7.根据权利要求6所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，所述等强度梁(6)上贴有两组所述应变片(7)，第一组所述应变片(7)设置在第一圆周上，第二组所述应变片(7)设置在第二圆周上，且所述第一圆周的直径大于所述第二圆周的直径。
8.根据权利要求7所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，第一组所述应变片(7)及第一组所述应变片(7)中的应变片(7)个数均为四个，第一组所述应变片(7)及第一组所述应变片(7)中的每个应变片(7)均沿所述等强度梁(6)的周向均匀分布。
9.根据权利要求8所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，第一组所述应变片(7)中的每个应变片(7)分别与第二组所述应变片(7)中的每个应变片(7)一一对应地分别沿所述等强度梁(6)的径向设置。
10.根据权利要求1所述的应变式环形测力传感器，其特征在于，所述受力杆(3)为螺钉或丝杆。
Priority Applications (1)
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| CN201721044526.5U CN207074096U (zh) | 2017-08-18 | 2017-08-18 | 应变式环形测力传感器 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110006561A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-12 | 南京工程学院 | 一种应力环法测量丝杠螺母中的滚动销受力的装置 |
| CN110044418A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-23 | 深圳市力准传感技术有限公司 | 组合式位移测力计 |
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2017
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| CN110006561A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-07-12 | 南京工程学院 | 一种应力环法测量丝杠螺母中的滚动销受力的装置 |
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