CN213954067U - 液压承载装置及力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液压承载装置及力传感器，力传感器包括第一活塞和第二活塞，第一活塞、第二活塞具有直径相同的活塞导向段，第一活塞、第二活塞上的活塞导向段上密封导向移动套装有动缸筒，力传感器还包括驱动所述动缸筒相对第一活塞、第二活塞沿活塞导向段轴向移动的驱动机构，驱动机构与动缸筒之间的传动路径上串设有测力传感器，第一活塞、第二活塞和所述动缸筒围成液压腔，力传感器还包括与所述液压腔相连的压力传感器。本实用新型解决了现有技术中因活塞与缸体之间存的静摩擦力而导致测量结果不稳定的技术问题。

Description

液压承载装置及力传感器

技术领域

本实用新型涉及力学领域中的液压承载装置及力传感器。

背景技术

在力学领域，需要使用力传感器对各种工具的输出力值进行测量。

例如，对压力机的输出压力进行检测时，通常使用的力传感器包括液压缸，液压缸包括缸体和与缸体密封移动配合的活塞，缸体上设置有用于检测缸体内液体压强的压力传感器，在对压力机的输出压力进行校准时，压力机的压头对活塞施压，压力传感器测得缸体内液体压强，然后根据活塞与液体的有效解除面积换算出活塞的受力即压力机的输出压力，从而对压力机的输出进行检测。

现有技术中的这种力传感器存在的问题在于：当压力机对活塞施压的过程中，活塞与缸体之间产生静摩擦力，静摩擦力的存在一方面会影响测量读数，静摩擦力的另外一个特点就是不稳定，使得压力传感器的读数也很不稳定，最终会使得测量数值更加不准确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液压承载装置和力传感器，以解决现有技术中因活塞与缸体之间存的静摩擦力而导致测量结果不稳定的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型中力传感器的技术方案如下：

一种力传感器，包括第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞具有直径相同的活塞导向段，第一活塞、第二活塞上的活塞导向段上密封导向移动装配有动部件，力传感器还包括驱动所述动部件相对第一活塞、第二活塞沿活塞导向段轴向移动的驱动机构，驱动机构与动缸筒之间的传动路径上串设有测力传感器，第一活塞、第二活塞有以下两种设置形式，第一种，活塞导向段设置于第一活塞、第二活塞的外周面上，动部件为套设于第一活塞、第二活塞上的动缸筒，第一活塞、第二活塞和所述动缸筒围成液压腔，力传感器还包括与所述液压腔相连的压力传感器；第二种，第一活塞、第二活塞具有导向内孔，活塞导向段设置于导向内孔的孔壁上，动部件为插装于第一活塞、第二活塞上的动芯，动芯一端与所述第一活塞之间形成第一活塞腔，动芯另外一端与所述活塞之间形成第二活塞腔，动芯上具有连通第一活塞腔与第二活塞腔的动芯通道，力传感器还包括与第一活塞腔或第二活塞腔相连的压力传感器。

动缸筒与第一活塞之间通过第一密封圈密封配合，动缸筒与第二活塞之间通过第二密封圈密封配合，第一密封圈、第二密封圈的材料和内径、外径均相同。

驱动机构驱动动缸筒沿活塞导向段轴向匀速运动。

动芯一端与第一活塞腔之间的有效承压面积与动芯另外一端与第二活塞腔之间的有效承压面积相等。

所述动芯通道沿动芯轴向贯穿动芯，动芯通道为沿通道延伸方向直径相同的等径通道。

动芯与第一活塞之间通过第一密封圈密封配合，动芯与第二活塞之间通过第二密封圈密封配合，第一密封圈、第二密封圈的材料和内径、外径均相同。

本实用新型中液压承载装置的技术方案为：

一种液压承载装置，包括第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞具有直径相同的活塞导向段，第一活塞、第二活塞上的活塞导向段上密封导向移动装配有动部件，力传感器还包括驱动所述动部件相对第一活塞、第二活塞沿活塞导向段轴向移动的驱动机构，驱动机构与动缸筒之间的传动路径上串设有测力传感器，第一活塞、第二活塞有以下两种设置形式，第一种，活塞导向段设置于第一活塞、第二活塞的外周面上，动部件为套设于第一活塞、第二活塞上的动缸筒，第一活塞、第二活塞和所述动缸筒围成液压腔；第二种，第一活塞、第二活塞具有导向内孔，活塞导向段设置于导向内孔的孔壁上，动部件为插装于第一活塞、第二活塞上的动芯，动芯一端与所述第一活塞之间形成第一活塞腔，动芯另外一端与所述活塞之间形成第二活塞腔，动芯上具有连通第一活塞腔与第二活塞腔的动芯通道。

动缸筒与第一活塞之间通过第一密封圈密封配合，动缸筒与第二活塞之间通过第二密封圈密封配合，第一密封圈、第二密封圈的材料和内径、外径均相同。

驱动机构驱动动缸筒沿活塞导向段轴向匀速运动。

动芯一端与第一活塞腔之间的有效承压面积与动芯另外一端与第二活塞腔之间的有效承压面积相等。

所述动芯通道沿动芯轴向贯穿动芯，动芯通道为沿通道延伸方向直径相同的等径通道。

动芯与第一活塞之间通过第一密封圈密封配合，动芯与第二活塞之间通过第二密封圈密封配合，第一密封圈、第二密封圈的材料和内径、外径均相同。

本实用新型的有益效果为：本实用新型中的力传感器在进行检测时，被检测的设备向第一活塞或第二活塞施力，通过驱动机构带动东部件相对于第一活塞和第二活塞进行轴向移动，动部件与第一活塞、第二活塞之间产生动摩擦力，该动摩擦力可以通过测力传感器的示值计算获得，动摩擦力相对静摩擦力而言，更加稳定和容易测量。

具体的，由于第一活塞、第二活塞的活塞导向段的尺寸相同，因此动缸筒与第一活塞、第二活塞之间的摩擦力相同，测力传感器示值的一半即为动缸筒与对应活塞之间的摩擦力，然后根据压力传感器的读数可以计算出对应活塞所受到的作用力，即被检测设备的输出力。本实用新型具有以下几个特点：1、动缸套于第一活塞、第二活塞之间的动摩擦力，因此容易通过测力传感器测得；2、由于第一活塞、第二活塞的活塞导向段的直径相同，因此动缸筒移动时，动缸套套于第一活塞和第二活塞外周，动缸套相对第一活塞、第二活塞移动时，动缸套不会对活塞腔内的液体产生作用力，活塞腔内的液体压力稳定，不需要对活塞腔内进行液体补偿，动缸套仅受摩擦力，一方面减少了动缸套的所受作用力，使得动缸套的移动更加方便，降低驱动机构的能耗，另外也使得动缸套与对应活塞之间的摩擦力可以更加准确获得。

附图说明

图1是本实用新型中力传感器的实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型中力传感器的实施例2的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中力传感器的实施例1如图1：包括液压承载装置和压力传感器，液压承载装置包括14上下布置的第一活塞1和第二活塞10，第一活塞的上端用于与被检测的设备配合，第一活塞、第二活塞具有直径相同的活塞导向段4，第一活塞、第二活塞的活塞导向段4上密封导向移动套装有动部件3，本实施例中的动部件为一个动缸筒，力传感器还把控驱动所述动缸筒相对第一活塞、第二活塞沿活塞导向段轴向匀速移动的驱动机构，本实施例中，驱动机构包括两个竖向布置的同步动作的电动推杆7，各电动推杆7与动缸筒的底部外翻沿5之间均设置有测力传感器6。

第一活塞1、第二活塞10和动缸筒围成液压腔17。在本实施例中，第二活塞上设置有第一油道12、第二油道13和第三油道11，压力传感器14连接于第一油道上而实现与液压腔相连，第二油道13构成检测油口，需要对活塞压力15计进行校准时，通过该检测油口与活塞压力计相连；第三油道构成供油油口，在本力传感器使用之前，液压泵8通过第三油道11向液压腔内填满液压油。

第一活塞、第二活塞的活塞导向段与动缸套之间通过相同的密封结构密封，在本实施例中，密封结构为密封圈，即动缸筒与第一活塞之间通过第一密封圈2密封配合，动缸筒与第二活塞之间通过第二密封圈16密封配合，第一密封圈、第二密封圈的材料和内径、外径均相同。

当需要检测相应设备的输出压力时，比如说对压力机进行检测时，压力机的压头对第一活塞上端施压，驱动机构带着动缸套沿第一活塞、第二活塞匀速向上（或向下移动），动缸套所受到的压力F即为压力机的输出压力，动缸套与第一活塞之间的摩擦力f1，液体对第一活塞的作用力f2，则f1+f2=F，f2=P*S，式中P为液压腔中的液体压力，由压力传感器测得，S为第一活塞与液体接触的有效受压面积，f1可以通过测力传感器的示值计算得到，因为对于动缸套而言，其受到驱动机构的作用力和受到第一活塞、第二活塞之间的摩擦力，由于第一活塞、第二活塞的活塞导向段的直径相同，且动缸套与第一活塞、第二活塞之间的密封结构相同，因此各测力传感器的读数之和等于2倍的f1，f1可以被准确的轻松计算得到。

本实用新型中，动缸套移动套于第一活塞和第二活塞的外周，且第一活塞、第二活塞相对部分的截面积是相同的，因此动缸套移动过程中，不受液压力，仅受摩擦力，一方面可以减小动缸套移动所需的驱动力，降低能耗，也使得动缸套与对应活塞之间摩擦力可以更加准确方便的获得。在本实用新型的其它实施例中：动缸套移动相对第一活塞、第二活塞移动时也可以不匀速移动，此时驱动机构与动缸套之间的传动路径上设置加速度传感器，通过加速度和测力传感器的读数计算动缸套所受到的作用力；电动推杆还可以被液压缸、气压缸等其它能够带动动缸套相对第一活塞、第二活塞轴向移动的驱动机构所代替；在出厂时，液压腔中也可以是空的，消费者在使用时，自行通过液压泵向液压腔内填充液压油。

本实用新型中力传感器的实施例2如图2所示：实施例2余实施例1不同的是，本实施例中第一活塞1、第二活塞10均为具有导向内孔的套筒结构，活塞导向段4设置于对应导向内孔的孔壁上，动部件3为外周与活塞导向段导向移动配合的动芯，动芯一端与述第一活塞之间形成第一活塞腔21，动芯另外一端与所述活塞之间形成第二活塞腔20，动芯上具有连通第一活塞腔与第二活塞腔的动芯通道22，力传感器还包括与第二活塞腔相连的压力传感器14，动芯一端与第一活塞腔之间的有效承压面积与动芯另外一端与第二活塞腔之间的有效承压面积相等，动芯通道沿动芯轴向贯穿动芯，动芯通道为沿通道延伸方向直径相同的等径通道。在本实施例中，动芯的两端端面均为垂直于动芯轴向的平面，因此动芯的各端端面的表面积即为受对应活塞腔内液体压力的有效承压面积。东芯的外周固定有动芯翻沿，驱动机构7通过力传感器6与动芯翻沿相连。第一密封圈2设置于动芯外周与第一活塞之间，第二密封圈16设置于动芯外周与第二活塞之间。在本实用新型的其它实施例中，动芯也可以是套筒结构，此时套筒的内孔构成所述动芯通道。

液压承载装置的实施例如图1所示：液压承载装置的具体结构与上述各力传感器实施例中的液压承载装置相同，在此不再详述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种力传感器，其特征在于：包括第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞具有直径相同的活塞导向段，第一活塞、第二活塞上的活塞导向段上密封导向移动装配有动部件，力传感器还包括驱动所述动部件相对第一活塞、第二活塞沿活塞导向段轴向移动的驱动机构，驱动机构与动缸筒之间的传动路径上串设有测力传感器，第一活塞、第二活塞有以下两种设置形式，第一种，活塞导向段设置于第一活塞、第二活塞的外周面上，动部件为套设于第一活塞、第二活塞上的动缸筒，第一活塞、第二活塞和所述动缸筒围成液压腔，力传感器还包括与所述液压腔相连的压力传感器；第二种，第一活塞、第二活塞具有导向内孔，活塞导向段设置于导向内孔的孔壁上，动部件为插装于第一活塞、第二活塞上的动芯，动芯一端与所述第一活塞之间形成第一活塞腔，动芯另外一端与所述活塞之间形成第二活塞腔，动芯上具有连通第一活塞腔与第二活塞腔的动芯通道，力传感器还包括与第一活塞腔或第二活塞腔相连的压力传感器。

2.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于：动缸筒与第一活塞之间通过第一密封圈密封配合，动缸筒与第二活塞之间通过第二密封圈密封配合，第一密封圈、第二密封圈的材料和内径、外径均相同。

3.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于：动芯一端与第一活塞腔之间的有效承压面积与动芯另外一端与第二活塞腔之间的有效承压面积相等。

4.根据权利要求3所述的力传感器，其特征在于：所述动芯通道沿动芯轴向贯穿动芯，动芯通道为沿通道延伸方向直径相同的等径通道。

5.一种液压承载装置，其特征在于：包括第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞具有直径相同的活塞导向段，第一活塞、第二活塞上的活塞导向段上密封导向移动装配有动部件，力传感器还包括驱动所述动部件相对第一活塞、第二活塞沿活塞导向段轴向移动的驱动机构，驱动机构与动缸筒之间的传动路径上串设有测力传感器，第一活塞、第二活塞有以下两种设置形式，第一种，活塞导向段设置于第一活塞、第二活塞的外周面上，动部件为套设于第一活塞、第二活塞上的动缸筒，第一活塞、第二活塞和所述动缸筒围成液压腔；第二种，第一活塞、第二活塞具有导向内孔，活塞导向段设置于导向内孔的孔壁上，动部件为插装于第一活塞、第二活塞上的动芯，动芯一端与所述第一活塞之间形成第一活塞腔，动芯另外一端与所述活塞之间形成第二活塞腔，动芯上具有连通第一活塞腔与第二活塞腔的动芯通道。

6.根据权利要求5所述的液压承载装置，其特征在于：动缸筒与第一活塞之间通过第一密封圈密封配合，动缸筒与第二活塞之间通过第二密封圈密封配合，第一密封圈、第二密封圈的材料和内径、外径均相同。

7.根据权利要求5所述的液压承载装置，其特征在于：动芯一端与第一活塞腔之间的有效承压面积与动芯另外一端与第二活塞腔之间的有效承压面积相等。

8.根据权利要求7所述的液压承载装置，其特征在于：所述动芯通道沿动芯轴向贯穿动芯，动芯通道为沿通道延伸方向直径相同的等径通道。

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