CN217765073U - 一种力学测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种力学测量装置，具有测量力和角度功能，包括安装盘、传感器以及固定夹，传感器用于测量力及该力与竖直方向所成的倾角，传感器安装于固定夹，安装盘和固定夹的其中一个上设置有防转凸起，另一个上设置有防转凹槽，固定夹夹持固定于安装盘并使防转凸起与防转凹槽配合。通过设置固定夹，将传感器安装于固定夹上，再将固定夹与安装盘夹持固定，从而实现传感器的可拆卸连接，方便传感器与安装盘的固定，简化安装结构，方便拆装；通过防转凹槽与防转凸起相互配合，使得固定夹与安装盘的连接稳定性提高，能够较好地避免固定夹相对于安装盘旋转，从而为力和角度的实验测试提供可靠、稳定的结构基础。

Description

一种力学测量装置

技术领域

本实用新型涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种力学测量装置。

背景技术

公告号为CN 202502653 U的中国专利公开了一种具有测量力和角度功能的力矩盘实验器，其包括力-角度传感器、力臂、力矩盘、线绳、重物、数据采集器和计算机，力矩盘的圆心处安装有两个能够绕力矩盘圆心自由转动的力臂，每个力臂上均安装有一个力-角度传感器，三根线绳的一端打结在一起，打结点位于力矩盘的圆心处，两根线绳的另一端分别与一个力-角度传感器连接，第三根线绳的另一端悬挂重物，两个力-角度传感器均与数据采集器连接，数据采集器与计算机连接。

该力矩盘实验器能够静态或动态的研究共点力中合力、合力的分力以及合力与分力之间的角度的关系，从而验证力学规律中的平行四边形法则，但是其结构仍存在优化的空间，例如，通过力臂将力-角度传感器安装在力矩盘上，因此，在安装过程中，首先需将力臂安装于力矩盘，再将力-角度传感器安装于力臂上，安装过程繁琐，且拆卸过程也比较繁琐，不便更换和维护。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型的目的是提供一种力学测量装置，以解决现有技术中的力学测量装置结构复杂、拆装不便的问题。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种具有测量力和角度功能的力学测量装置，包括安装盘以及传感器，所述传感器用于测量力及该力与竖直方向所成的倾角，还包括固定夹，所述传感器安装于所述固定夹，所述安装盘和所述固定夹的其中一个上设置有防转凸起，另一个上设置有防转凹槽，所述固定夹夹持固定于所述安装盘并使所述防转凸起与所述防转凹槽配合。

由上述技术方案可知，本实用新型实施例至少具有如下优点和积极效果：

通过设置固定夹，将传感器安装于固定夹上，再将固定夹与安装盘夹持固定，从而实现传感器的可拆卸连接，方便传感器与安装盘的固定，简化安装结构，方便拆装；且在安装盘和固定夹的其中一个上设置防转凸起，在另一个上设置防转凹槽，通过防转凹槽与防转凸起相互配合，使得固定夹与安装盘的连接稳定性提高，能够较好地避免固定夹相对于安装盘旋转，从而为力和角度的实验测试提供可靠、稳定的结构基础。

附图说明

图1为本实用新型其中一实施例中力学测量装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型其中一实施例中力学测量装置的整体爆炸示意图；

图3为本实用新型其中一实施例中固定夹的结构示意图；

图4为本实用新型其中一实施例中力学测量装置拆除刻度指示盘以及线绳后的正视图；

图5为图4中A-A面的剖视图；

图6为图5中A部的放大图。

其中，附图标记含义如下：

1、安装盘；101、防转凸起；2、传感器；3、线绳；4、固定夹；401、夹板；4011、夹持部；401a、第一夹板；401b、第二夹板；4012、防转凹槽；5、刻度指示盘；501、刻度线；6、盖板；7、支撑杆；8、连接块；801、第一连接通孔；9、连接件；10、第一抵紧螺栓；11、防转块；1101、第二连接通孔；1102、阶梯孔；12、防转销；1201、限位部；13、销孔；14、第二抵紧螺栓。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

实施例

参阅图1至图6，本实用新型公开了一种具有测量力和角度功能的力学测量装置，包括安装盘1、传感器2、线绳3、重物(图中未示意)、数据采集器、计算机以及固定夹4，其中，线绳3用于连接传感器2与重物，数据采集器与传感器2、计算机均信号连接，用于接收传感器2传输的测量信号并反馈至计算机；

进一步具体地，传感器2设置至少两个，传感器2能够测量线绳3相对于竖直方向的夹角(即倾角)数据以及收线绳3的拉力数据。

如图1所示，传感器2设置两个，三根线绳3的一端打结在一起，打结点位于安装盘1的圆心处，其中两根线绳3的另一端分别连接两个不同的传感器2，形成共点力系统；第三根线绳3的另一端悬挂有重物(例如可采用砝码)，重物通过线绳3连接到传感器2上，产生竖直向下的合力；则除了竖直向下的线绳3外，其他线绳3构成重物重力的分力。

两个传感器2均与数据采集器通过通讯线连接，数据采集器通过通讯线与计算机连接，传感器2通过内置的应变计和倾角芯片分别测量出重物重力的分力和两个分力与重力合力所成夹角的角度信号，并通过数据采集器连接上传到计算机，计算机上显示出合力、分力、合力与分力间夹角的数据及力的平行四边形曲线图。

以上结构和原理均为可参考现有技术(例如公告号为CN 202502653 U的中国专利)，而并非本实用新型所需保护的重点所在。

本实用新型的力学测量装置中，传感器2安装于固定夹4，固定夹4可拆卸地与安装盘1夹持固定；将传感器2安装于固定夹4上，再将固定夹4与安装盘1夹持固定，从而实现传感器2的可拆卸连接，方便传感器2与安装盘1的固定，简化安装结构，方便拆装。

进一步地，本实用新型中，在安装盘1和固定夹4的其中一个上设置防转凸起101，在另一个上设置防转凹槽4012，通过防转凹槽4012与防转凸起101相互配合，能够阻挡固定夹4沿安装盘1的盘面方向移动，使其固定夹4不易于与安装盘脱离，再配合固定夹4的夹紧力，使得固定夹4与安装盘1的连接稳定性提高，能够较好地避免固定夹4相对于安装盘1活动，从而为力和角度的实验测试提供可靠、稳定的结构基础。

在一个实施例中，固定夹4包括两片夹板401以及与两夹板401连接的夹持弹簧(图中未示出)，夹板401具有夹持部4011，两夹板401相互枢接，且两片夹板401的夹持部4011相对设置，夹持弹簧对两片夹板401施加夹紧弹力，使得两夹板401的夹持部4011相互靠近而实现固定夹4与安装盘1的夹紧；若对两夹板401施加外力，使得两夹板401的夹持部4011克服夹持弹簧的弹力相互远离，则可实现固定夹4板与安装盘1的拆卸分离，由此，简化传感器2的安装结构，便于拆装。

夹持弹簧可采用压簧或者采用扭簧，只需能够为两片夹板401提供一弹性夹持力，使得两夹板401的夹持部4011相互靠近而实现夹紧即可。

在一个实施例中，夹板401的枢接位置可位于夹板401的中部，在其他可能的实施方式中，夹板401的枢接位置还可靠近夹板401远离夹持部4011的一端设置。

在一个实施例中，两片夹板401中，至少一片夹板401的夹持部4011上设置有防转凹槽4012，安装盘1上设置有防转凸起101，防转凸起101为圆弧状且与安装盘1的中心同心设置，防转凹槽4012与防转凸起101配合，以阻挡固定夹4沿安装盘1的盘面方向脱离所述安装盘1。

通过以上特殊的结构设置，在两夹板401夹持安装盘1固定后，通过夹持部4011上的防转凹槽4012与安装盘1上的防转凸起101相互配合，使得夹板401的自由度进一步得到限制，在分力与竖直方向夹角较大时，能够较好地避免夹板401相对于安装盘1旋转，从而为力和角度的实验测试提供可靠、稳定的结构基础。

防转凹槽4012可以仅在两片夹板401的其中一个上设置，也可以同时在两片夹板401上设置，若在两片夹板401上均设置防转凹槽4012时，则在安装盘1的正面和反面均设置与相应防转凹槽4012配合的防转凸起101。

当然，在另一个实施例中，还可以设置为：两片夹板401的至少一个的夹持部4011上设置有防转凸起101，安装盘1上设置有防转凹槽4012，防转凹槽4012为圆弧状且与安装盘1的中心同心设置，防转凹槽4012与防转凸起101配合，以阻挡固定夹4沿安装盘1的盘面方向脱离所述安装盘1。

同理，通过夹持部4011上的防转凸起101与安装盘1上的防转凹槽4012相互配合，使得夹板401与安装盘1连接稳固，避免夹板401相对于安装盘1旋转，为力和角度的实验测试提供可靠、稳定的结构基础。

在一个实施例中，固定夹4的两片夹板401中，至少一个夹板401的夹持部401上设置有防滑垫(图中未示意)；当固定夹4夹紧固定在安装盘1上时，该防滑垫与安装盘1的表面相贴，能为固定夹4提供额外的防滑阻力，提高固定夹4与安装盘1连接的稳定性，为后续的力学测量过程提供稳定的结构基础。

安装盘1的正面设置有刻度指示盘5，刻度指示盘5上设置有绕刻度指示盘5中心呈圆形分布的刻度线501，例如，刻度指示盘5可蚀刻在安装盘1上，还可以通过印制、胶粘、磁性吸附或者通过螺钉等方式将刻度指示盘5固定在安装盘1上，此外，还可以将刻度指示盘5通过液晶显示，即将安装盘1设置为液晶屏，通过在安装盘1上显现刻度指示盘5，而为分力所处的角度进行直观指示。

当然，安装盘1可设置为透明，则刻度指示盘5还可以设置在安装盘1的背面。

在一个实施例中，两片夹板401分别为第一夹板401a和第二夹板401b，其中，第一夹板401a朝安装盘1正面的一侧设置，而第二夹板401b朝安装盘1背面的一侧设置，第一夹板401a内设置有安装腔(图中未示意)，传感器2安装于安装腔内。

通过这样设置，能够进一步简化结构，使得固定夹4与传感器2一体化的程度更高，减小安装误差。

在一些实施例中，安装腔的开设方向可为沿第一夹板401a的侧向开设。

优选的，安装腔凹设在第一夹板401a背离第二夹板401b的一面上，第一夹板401a上还可拆卸地连接有盖板6，盖板6用于封闭安装腔的开口。

安装时，将传感器2通过安装腔的开口置于安装腔内，再通过不限于胶粘、螺钉连接等方式，将传感器2固定于安装腔内，然后通过盖板6将安装腔的开口封闭，从而对位于安装腔内的传感器2进行保护。

在一个实施例中，本实用新型的力学测量装置还包括支撑杆7，支撑杆7上设置有连接块8，安装盘1的中心穿设有连接件9，连接件9与连接块8固定。

通过紧固螺钉将安装盘1固定在支撑杆7上，通过支撑杆7为安装盘1提供支撑便于演示和组装。

优选的，连接件9为紧固螺钉，在连接块8上开设有供紧固螺钉连接的螺纹孔，由此，紧固螺钉穿过安装盘1而连接于螺纹孔中，将安装盘1与连接块8也即与支撑杆7固定。

当然，连接件9还可以为螺栓或者铆钉等其他能够将安装盘1与连接块8固定的结构。

进一步地，可在支撑杆7的底部设置支撑底板(图中未示意)，进而方便稳定放置力矩实验器。

在一个实施例中，连接块8在支撑杆7的竖直位置可调节。

具体地，连接块8与支撑杆7滑动连接，还设置有第一锁定结构，第一锁定结构用于将连接块8锁定于支撑杆7。

从而，可根据实际需要调整安装盘1的高度。

在一个实施例中，在连接块8上沿竖向贯穿开设有第一连接通孔801，第一锁定结构为第一抵紧螺栓10，该第一抵紧螺栓10螺纹穿设于连接块8上，将连接块8与支撑杆7连接时，将支撑杆7穿过第一连接通孔801，再通过第一抵紧螺栓10与支撑杆7抵接，从而将连接块8固定于支撑杆7上。

在一个实施例中，支撑杆7上还设置有防转块11，防转块11上连接有防转销12，安装盘1上开设有与防转销12配合的销孔13。

通过防转销12与销孔13的配合，避免了安装盘1相对于与支撑杆7转动的可能，从而使得力学测量装置的整体结构稳定、可靠。

当然，销孔13与防转销12的设置位置互换也可以实现，也即，在防转块11上设置销孔13，而在安装盘1上凸设有能够与销孔13配合的防转销12。

在一个实施例中，防转块11设置在连接块8的下方。

在另一个实施例中，防转块11还可设置在连接块8的上方、左侧或右侧。

优选，防转块11在支撑杆7的竖直位置可调节。

具体地，防转块11与支撑杆7滑动连接，还设置有第二锁定结构，第二锁定结构用于将防转块11锁定于支撑杆7。

从而，可对防转块11的高度进行调节，以便于安装和调试安装盘1。

在一个实施例中，在防转块11上沿竖向贯穿开设有第二连接通孔1101，第二锁定结构为第二抵紧螺栓14，该第二抵紧螺栓14螺纹穿设于防转块11上，将防转块11与支撑杆7连接时，将支撑杆7穿过第二连接通孔1101，再通过第二抵紧螺栓14与支撑杆7抵接，从而将防转块11固定于支撑杆7上。

防转销12可一体形成于防转块11上。

优选地，在防转块11上开设有阶梯孔1102，防转销12的端部设置有限位部1201，安装时，将防转销12的轴部经阶梯孔1102穿出，再通过限位部1201与阶梯孔1102的端面相抵，从而限制防转销12从防转块11脱离，且便于加工和组装。

综上所述，本实用新型的具有测量力和角度功能的力学测量装置的组装结构简单、拆装方便，并且结构稳定可靠，能够为力学测量提供稳定的、可靠的结构基础。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种力学测量装置，包括安装盘以及传感器，所述传感器用于测量力及该力与竖直方向所成的倾角，其特征在于，还包括固定夹，所述传感器安装于所述固定夹，所述安装盘和所述固定夹的其中一个上设置有防转凸起，另一个上设置有防转凹槽，所述固定夹夹持固定于所述安装盘并使所述防转凸起与所述防转凹槽配合，以阻挡所述固定夹沿所述安装盘的盘面方向脱离所述安装盘。

2.根据权利要求1所述的力学测量装置，其特征在于，所述固定夹包括两片夹板以及与两片夹板连接的夹持弹簧，所述夹板具有夹持部，两片所述夹板相互枢接且两片所述夹板的夹持部相对设置，所述夹持弹簧对两片所述夹板施加夹紧弹力，使得两片夹板的夹持部相互靠近而使得所述固定夹能够夹紧所述安装盘。

3.根据权利要求2所述的力学测量装置，其特征在于，两片所述夹板中，至少一片所述夹板的夹持部上设置有所述防转凹槽，所述安装盘上设置有所述防转凸起，所述防转凸起为圆弧状且与所述安装盘的中心同心设置，所述防转凹槽与所述防转凸起配合。

4.根据权利要求2所述的力学测量装置，其特征在于，两片所述夹板中，至少一片所述夹板的夹持部上设置有所述防转凸起，所述安装盘上设置有所述防转凹槽，所述防转凹槽为圆弧状且与所述安装盘的中心同心设置，所述防转凹槽与所述防转凸起配合。

5.根据权利要求1所述的力学测量装置，其特征在于，所述安装盘设置有刻度指示盘，所述刻度指示盘上设置有绕所述刻度指示盘中心呈圆形分布的刻度线。

6.根据权利要求2所述的力学测量装置，其特征在于，两片所述夹板分别为朝所述安装盘正面一侧的第一夹板以及朝所述安装盘背面一侧的第二夹板，其中，所述第一夹板内设置有安装腔，所述传感器安装于所述安装腔内。

7.根据权利要求6所述的力学测量装置，其特征在于，所述安装腔凹设在所述第一夹板背离所述第二夹板的一面上，所述第一夹板上还可拆卸地连接有盖板，所述盖板用于封闭所述安装腔的开口。

8.根据权利要求1所述的力学测量装置，其特征在于，还包括支撑杆，所述支撑杆上设置有连接块，所述安装盘的中心穿设有连接件，所述连接件与所述连接块固定。

9.根据权利要求8所述的力学测量装置，其特征在于，所述连接块在所述支撑杆上的竖直位置可调节。

10.根据权利要求8或9所述的力学测量装置，其特征在于，所述支撑杆上还设置有防转块，所述防转块上连接有防转销，所述安装盘上开设有与所述防转销配合的销孔。

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