CN210036909U - 一种拉力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种拉力传感器，包括弹性体，弹性体以其中心位置为原点中心对称设置有两个U型槽，U型槽将弹性体分割为弹性元件和位于弹性元件两端的敏感梁，敏感梁远离U型槽一侧的中心位置设置有螺纹孔，弹性元件一侧设置有通孔，弹性体内的中心位置设置有测量电路，测量电路通过通孔设置有数据线，数据线连接有输出器，弹性体上设置有限位杆，敏感梁上对应限位杆设置有限位沉孔，限位杆穿过U型槽且限位杆远离弹性元件的一端位于限位沉孔内，限位杆接近敏感梁的一端设置有限位块，限位沉孔接近弹性体的一端朝向其轴线延伸设置有突出边沿，突出边沿的内径小于限位块的直径，本实用新型具有在拉力传感器达到最大量程时可自行保护的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及测力装置的技术领域，尤其是涉及一种拉力传感器。
背景技术
拉力传感器又叫电阻应变式传感器，属于称重传感器中的一种，其工作原理为：施加在弹性体上的拉力或压力将引起电阻应变片的变形，从而引起电阻应变片阻值的变换，测量电路将电阻应变片的物理信号转变为可测量的电信号并将弹性体上所受的外力显示为可读数值。
授权公告号为CN208125306U的中国专利公开了一种具有加热除冰功能的覆冰监测拉力传感器，包括拉力传感器测力块，所述拉力传感器测力块上开设有U型测力开口，U型测力开口内壁上铺设有U型电阻应变片，U型电阻应变片上铺设有发热膜，该装置用于在覆冰天气下冰霜覆盖通过拉力传感器检测线路覆冰时输电导线对杆塔作用力和导线受力的情况，上述技术方案在使用时，通过发热膜对U型电阻应变片进行加热，减小了在覆冰天气下冰霜覆盖在拉力传感器的拉力应变结构上的概率，进而保证了该装置在覆冰天气下的测量精度。
但是上述技术方案在使用时，在温度较低的环境下，连接在该装置两端测力点上的线路同样在受冷的情况下会发生收缩的现象，这时该装置将会受到更大的拉力且所受的拉力有可能会超出该装置的量程。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种在拉力传感器达最大量程时可自行进行保护的拉力传感器。
本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种拉力传感器，包括弹性体，所述弹性体以其中心位置为原点中心对称设置有两个U型槽，所述U型槽将所述弹性体分割为弹性元件和位于弹性元件两端的敏感梁，所述敏感梁平行于U型槽对称轴的侧边的中心位置设置有垂直与U型槽对称轴的螺纹孔，所述弹性元件于任一U型凹槽开口的同侧设置有通孔，所述弹性元件内的中心位置设置有测量电路，所述测量电路通过通孔连接有数据线，所述数据线连接有输出器，所述弹性元件上设置有限位杆，所述敏感梁上对应限位杆设置有限位沉孔，所述限位杆穿过所述U型槽且远离弹性元件的一端位于所述限位沉孔内，所述限位杆位于所述敏感梁内的一端设置有限位块，所述限位沉孔孔口朝向其中心轴线方向延伸设置有突出边沿，所述限位块抵接所述突出边沿时所述U型槽达到最大有效变形量,所述突出边沿的内径小于所述限位块的直径，所述限位块与所述限位沉孔之间留有空隙，所述限位杆与所述突出边沿之间留有空隙。
通过采用上述技术方案，将施加外力的物体通过螺纹孔连接到拉力传感器上，施加的力将会传递到敏感梁上进而引起U型槽的的变形，此过程中，敏感梁沿限位杆的轴向背离弹性元件进行移动，施加的外力越大敏感梁沿限位杆的轴向背离弹性元件移动的距离越大，测量电路将U型槽变形的物理信号转变为可测量的电信号，并通过数据线输出到控制器上，当敏感梁上施加的外力达到拉力传感器的量程时，突出边沿远离弹性元件一侧将抵接在限位块接近弹性元件一侧，对敏感梁和弹性元件形成限位，使敏感梁不能继续在发生变形，这样通过突出边沿与限位块对敏感梁的变形进行限定，在外力超过拉力传感器的量程时对该装置进行保护。
本实用新型进一步设置为：所述限位杆接近所述弹性体的一端转动设置在所述弹性体上。
通过采用上述技术方案，敏感梁在发生变形时其变形主要为整个敏感梁绕其与弹性元件连接处发生微小的旋转，敏感梁并不是沿限位杆的轴线进行移动的，因此悬臂梁变形时，限位沉孔与限位杆之间存在一定的夹角，若限位沉孔的内周壁与限位杆的外周壁抵接，限位杆将会分担一部分外力减小敏感梁的变形程度，将限位杆与弹性元件转动连接将避免限位沉孔的内周壁与限位杆的外周壁抵接，这样提高了该装置的可靠性。
本实用新型进一步设置为：所述限位杆上的限位块沿限位沉孔的轴向位于限位沉孔的中心位置。
通过采用上述技术方案，在敏感梁受到拉力时，限位杆带动限位块同步在限位沉孔内背离弹性元件滑动，在敏感梁受到压力时，限位杆带动限位块同步在限位沉孔内朝向弹性元件滑动，将限位块设置在限位沉孔沿其的轴向的中心位置，拉力传感器在受拉达到量程时，限位块抵接突出边沿，在拉力传感器在受压达到量程时，限位块抵接限位沉孔的底壁，保证了拉力传感器在受拉或受压时限位块在限位沉孔内的移动距离是相同的，进而保证了拉力传感器的受拉量程和受压量程的数值是相同的。
本实用新型进一步设置为：所述通孔内设置有格兰头。
通过采用上述技术方案，通孔分别连通测量电路和外界环境，但是为安全考虑测量电路不应与外界环境有所接触，在通孔内设置格兰头将通孔密封并对数据线进行紧固。
本实用新型进一步设置为：所述数据线上的周壁上套设有电线保护弹簧。
通过采用上述技术方案，电线保护弹簧在数据线在受到踩踏或各种外力下可对数据线进行保护。
本实用新型进一步设置为：所述螺纹孔内螺纹连接有万向拉环。
通过采用上述技术方案，在拉力传感器进行拉力测量时，先在螺纹孔内装上万向拉环，再将施加外力的物体与了万向拉环连接，这样在使用时不需要在每个使用现场都配备连接件，提高了该装置的适用性。
本实用新型进一步设置为：所述敏感梁上沿U型凹槽的长度方向排列有两个安装孔，两个所述安装孔关于所述螺纹孔的轴线对称设置。
通过采用上述技术方案，在拉力传感器用于测定压力时，通过安装孔将两个敏感梁分别与施加外力的物体固定连接，这样在拉力传感器进行压力测量时可进行安装，提高了该装置的适用性。
本实用新型进一步设置为：所述弹性体于通孔两面分别设置有保护片，所述保护片遮盖所述测量电路，所述保护片接近测量电路一侧设置有绝缘层。
通过采用上述技术方案，保护片不仅对弹性元件形成保护，而且对测量电路形成定位，绝缘层可防止测量电路上的电流传递到弹性元件上，这样提高了该装置的可靠性。
综上所述，本实用新型的有益技术效果为：
1.通过突出边沿与限位块对敏感梁的变形进行限定，在外力超过拉力传感器的量程时对该装置进行保护；
2.将限位块设置沿限位沉孔的轴向设置在限位沉孔的中心位置，保证了拉力传感器的受拉量程和受压量程的数值是相同的。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型弹性体的剖视图。
图3是图2中A部结构放大示意图。
图中，1、弹性体；11、弹性元件；111、通孔；1111、格兰头；112、测量电路；113、数据线；1131、电线保护弹簧；114、输出器；115、限位杆；1151、限位块；12、敏感梁；121、螺纹孔；1211、万向拉环；122、安装孔；13、U型槽；14、限位沉孔；141、突出边沿；2、保护片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图1，为本实用新型公开的一种拉力传感器，包括弹性体1，弹性体1包括弹性元件11和以弹性元件11的中心为原点中心对称设置在弹性元件11两侧的敏感梁12，弹性元件11与两个敏感梁12之间形成有U型槽13。
参照图2，弹性体1内的中心位置设置有测量电路112，弹性元件11于U型凹槽开口的一侧设置有通孔111，测量电路112通过通孔111设置有数据线113，数据线113连接有输出器114，通孔111内设置有格兰头1111，述数据线113上的周壁上套设有电线保护弹簧1131，弹性体1于通孔111相邻两侧设置有保护片2，保护片2遮盖测量电路112，保护片2接近测量电路112一侧设置有绝缘层，本实施例中，绝缘层为橡胶制成，不仅具有绝缘效果，还具有密封保护片2与测量电路112的效果。
参照图2，敏感梁12远离U型槽13一侧的中心位置设置有螺纹孔121，所螺纹孔121内螺纹连接有万向拉环1211，敏感梁12上沿U型凹槽的长度方向设置有两个安装孔122，两个安装孔122关于螺纹孔121的轴线对称设置。
参照图2与图3，弹性体1上转动设置有限位杆115，敏感梁12上对应限位杆115设置有限位沉孔14，限位杆115穿过U型槽13且限位杆115远离弹性元件11的一端位于限位沉孔14内，限位杆115接近敏感梁12的一端设置有限位块1151，限位杆115限位块1151沿限位沉孔14的轴向位于限位沉孔14的中心位置限位沉孔14接近弹性体1的一端朝向其轴线延伸设置有突出边沿141，本实施例中，限位杆115接近弹性元件11一端设置有旋转球，弹性元件11上对应旋转球设置有第二凹槽。
参照图2与图3，限位块1151抵接突出边沿141时U型槽13达到最大有效变形量,突出边沿141的内径小于限位块1151的直径，限位块1151与限位沉孔14之间留有空隙，限位杆115与突出边沿141之间留有空隙。
本实施例的实施原理为：在拉力传感器受拉时通过万向拉环1211将敏感梁12与施加外力的物体连接， 在拉力传感器受压时通过安装孔122将敏感梁12与施加外力的物体连接，施力物体施加的力将会传递到敏感梁12上进而引起敏感梁12的变形，此过程中，拉力传感器受拉时，敏感梁12绕其与弹性元件11连接处发生微小的旋转，敏感梁12的移动使限位沉孔14沿限位杆115背离弹性元件11发生移动，当达到测量值时限位块1151抵接突出边沿141，拉力传感器受压时，敏感梁12绕其与弹性元件11连接处发生微小的旋转，敏感梁12的移动使限位沉孔14沿限位杆115朝向弹性元件11发生移动，当达到测量值时限位块1151抵接限位沉孔14的底壁，此过程中，由于限位块1151的周壁不抵接限位沉孔14的周壁，限位杆115的周壁不抵接突出边沿141的周壁，且限位杆115转动设置在弹性元件11上，保证了限位块1151的周壁不会抵接限位沉孔14的周壁，突出边沿141的周壁不会抵接限位杆115的周壁，测量电路112将敏感梁12的物理信号转变为可测量的电信号，并通过数据线113输出到输出器114上并进行读数，即可完成测量；格兰头1111对通孔111进行了密封并对数据线113进行了紧固；电线保护弹簧1131在数据线113在受到踩踏或各种外力下可对数据线113进行保护；保护片2不仅对弹性元件11形成保护而且对测量电路112进行绝缘。
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种拉力传感器，包括弹性体(1)，所述弹性体(1)以其中心位置为原点中心对称设置有两个U型槽(13)，所述U型槽(13)将所述弹性体(1)分割为弹性元件(11)和位于弹性元件(11)两端的敏感梁(12)，所述敏感梁(12)平行于U型槽(13)对称轴的侧边的中心位置设置有垂直与U型槽(13)对称轴的螺纹孔(121)，所述弹性元件(11)于任一U型凹槽开口的同侧设置有通孔(111)，所述弹性元件(11)内的中心位置设置有测量电路(112)，所述测量电路(112)通过通孔(111)连接有数据线(113)，所述数据线(113)连接有输出器(114)，其特征在于：所述弹性元件(11)上设置有限位杆(115)，所述敏感梁(12)上对应限位杆(115)设置有限位沉孔(14)，所述限位杆(115)穿过所述U型槽(13)且远离弹性元件(11)的一端位于所述限位沉孔(14)内，所述限位杆(115)位于所述敏感梁(12)内的一端设置有限位块(1151)，所述限位沉孔(14)孔口朝向其中心轴线方向延伸设置有突出边沿(141)，所述限位块(1151)抵接所述突出边沿(141)时所述U型槽(13)达到最大有效变形量,所述突出边沿(141)的内径小于所述限位块(1151)的直径，所述限位块(1151)与所述限位沉孔(14)之间留有空隙，所述限位杆(115)与所述突出边沿(141)之间留有空隙。
2.根据权利要求1所述的拉力传感器，其特征在于：所述限位杆(115)接近所述弹性体(1)的一端转动设置在所述弹性体(1)上。
3.根据权利要求1所述的拉力传感器，其特征在于：所述限位杆(115)上的限位块(1151)沿限位沉孔(14)的轴向位于限位沉孔(14)的中心位置。
4.根据权利要求1所述的拉力传感器，其特征在于：所述通孔(111)内设置有格兰头(1111)。
5.根据权利要求1所述的拉力传感器，其特征在于：所述数据线(113)上的周壁上套设有电线保护弹簧(1131)。
6.根据权利要求1所述的拉力传感器，其特征在于：所述螺纹孔(121)内螺纹连接有万向拉环(1211)。
7.根据权利要求1所述的拉力传感器，其特征在于：所述敏感梁(12)上沿U型凹槽的长度方向排列有两个安装孔(122)，两个所述安装孔(122)关于所述螺纹孔(121)的轴线对称设置。
8.根据权利要求1所述的拉力传感器，其特征在于：所述弹性体(1)两面分别设置有保护片(2)，所述保护片(2)遮盖所述测量电路(112)，所述保护片(2)接近测量电路(112)一侧设置有绝缘层。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112179531A (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-05 | 蚌埠恒远传感器科技有限公司 | S型拉压力传感器 |
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2019
- 2019-06-24 CN CN201920962002.7U patent/CN210036909U/zh not_active Expired - Fee Related
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