CN220437621U - 一种二维测力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种二维测力传感器，包括：弹性主体，包括置物部与感应部；其中，置物部中部设有一个凹槽，感应部包括应变梁与应变片，应变梁设置有四个且按互相垂直的方位分布在置物部四周，应变片分别设置在应变梁靠近置物部一端的左右相对两侧。本实用新型中，当被测物体放在置物部内，会把力传导给应变梁，应变梁会产生应变量，应变片会将应变量转化为电阻变化量，通过惠斯顿电桥电路会将电阻变化转化为电压输出，经过数据处理得到受力大小，置物部的凹槽用于放置被测物体，使得被测物体的放置状态更稳定；应变梁按互相垂直的方位分布在置物部四周，应变片设在应变梁靠近置物部一端的左右两侧，使得结果更精确。

Description

一种二维测力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种二维测力传感器。

背景技术

测力传感器广泛应用于各种工业自动化领域，如机械制造、航空航天、汽车制造、电力工业等，它可以实时反馈被测物体的重量、压力等数据，并且响应的速度很快。测力传感器安装简单、易于使用，并且可以与其他设备进行集成，进行自动化、智能化生产。

但是，目前国内的传感器产品在精度与稳定性方面相较于发达国家相对较差。

为了解决上述问题，设计了一种二维测力传感器。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供了一种二维测力传感器，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种二维测力传感器，包括：

弹性主体，所述弹性主体包括置物部与感应部；

其中，所述置物部中部设置有一个凹槽，所述感应部包括应变梁与应变片，所述应变梁设置有四个且按互相垂直的方位分布在所述置物部四周，所述应变梁一端固定在所述置物部侧面，所述应变片分别设置在所述应变梁靠近所述置物部一端的左右相对两侧。

进一步地，所述应变片分为第一应变组与第二应变组，所述第一应变组按X方向分布，所述第二应变组按Y方向分布，所述第二应变组构成X分量桥路，所述第一应变组构成Y分量桥路。

进一步地，所述第一应变组，第二应变组分别设置有至少两组应变片，每组应变片设置至少有两个。

进一步地，所述弹性主体外部还设有上盖板与下盖板，所述置物部的凹槽从所述上盖板延伸至所述弹性主体上，所述置物部的高度大于所述感应部。

进一步地所述弹性主体与所述上盖板和所述下盖板之间设置有间隙，所述弹性主体上设置有间隙。

进一步地，所述上盖板上设置有分布于所述置物部两边且对称的固定座，所述固定座连接航插一端，所述航插另一端连接显示仪表。

进一步地，所述上盖板，弹性主体，下盖板通过螺钉固定成一个整体。

进一步地，所述弹性主体材料选用17-4PH合金钢。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过在弹性主体上设置置物部与感应部，当被测物体放置在置物部内，被测物体就会把力传导给应变梁，此时应变梁就会产生弹性变形，应变梁产生应变量，设置在应变梁上的应变片就会将被测物体的弹性应变量转化为电阻变化量，通过惠斯顿电桥电路将电阻变化转化为电压输出，经过后续的数据分析处理得到被测物体的受力大小，实现测力目的，置物部中部的凹槽用于放置被测物体，使得被测物体的放置状态更加稳定，不会像有些被测物体放置在平面上测力时会产生滑动，影响测力结果；感应部设置有应变梁与应变片，应变梁按互相垂直的方位均匀分布在置物部的四周，应变片也设置在应变梁靠近置物部一端的左右两侧，使得测力结果更加精确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为二维测力传感器结构示意图

图2为图1沿A-A的剖视图

图3为二维测力传感器下盖板结构示意图

图4为图1沿水平方向的剖视图

图5为图4沿A-A的剖视图

图6为图4沿B-B的剖视图

图7为X分量贴片图

图8为Y分量贴片图

附图标记：1、弹性主体；11、置物部；12、感应部；121、应变梁；122、应变片；1221、第一应变组；1222、第二应变组；2、上盖板；3、下盖板；4、固定座。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图8所示：一种二维测力传感器，包括：

弹性主体1，弹性主体1包括置物部11与感应部12；

其中，置物部11中部设置有一个凹槽，感应部12包括应变梁121与应变片122，应变梁121设置有四个且按互相垂直的方位分布在置物部11四周，应变梁121一端固定在置物部11侧面，应变片122分别设置在应变梁121靠近置物部11一端的左右相对两侧。

通过在弹性主体1上设置置物部11与感应部12，当被测物体放置在置物部11内，被测物体就会把力传导给应变梁121，此时应变梁121就会产生弹性变形，应变梁121产生应变量，设置在应变梁121上的应变片122就会将被测物体的弹性应变量转化为电阻变化量，通过惠斯顿电桥电路将电阻变化转化为电压输出，经过后续的数据分析处理得到被测物体的受力大小，实现测力目的，置物部11中部的凹槽用于放置被测物体，使得被测物体的放置状态更加稳定，不会像有些被测物体放置在平面上测力时会产生滑动，影响测力结果；感应部12设置有应变梁121与应变片122，应变梁121按互相垂直的方位均匀分布在置物部11的四周，应变片122也设置在应变梁121靠近置物部11一端的左右两侧，使得测力结果更加精确。

在本实施例中，应变片122分为第一应变组1221与第二应变组1222，第一应变组1221按X方向分布，第二应变组1222按Y方向分布，第二应变组1222构成X分量桥路，第一应变组1221构成Y分量桥路。

X分量桥路与Y分量桥路将电阻变化量转化为两个不同方向的电压输出，最后经过数据分析处理的被测物体的受力大小可以通过二维表示，使得测力结果的精度更高。

作为上述实施例的优选，第一应变组1221，第二应变组1222分别设置有至少两组应变片122，每组应变片122设置至少有两个。

通过设置第一应变组1221与第二应变组1222，第一应变组1221与第二应变组1222分别设置有至少两组应变片122，每组应变片122设置至少有两个，这些应变片122能够将四个应变梁121的产生的应变量绝大部分转化为电阻变化量，使得测力结果更加精确。

在本实施例中，弹性主体1外部还设有上盖板2与下盖板3，置物部11的凹槽从上盖板2延伸至弹性主体1上，置物部11的高度大于感应部12。

通过使用上盖板2与下盖板3将弹性主体1整体覆盖，将弹性主体1与外部隔离，上盖板2与下盖板3能够有效地抵抗外部的碰撞，起到了机械保护作用，同时可以保护弹性主体1内部部件免受水、灰尘或其他物质的污染；置物部11放置被测物体的凹槽从上盖板2延伸至弹性主体1上，可使被测物体的力直接传导至弹性主体1上，避免了通过上盖板2把力传导弹性主体1而造成力的损失。

在本实施例中，弹性主体1与上盖板2和下盖板3之间设置有间隙，弹性主体1上设置有间隙。

弹性主体1与上盖板2和下盖板3之间的间隙为弹性主体1的形变预留了足够的空间，弹性主体1上的间隙为应变梁121的形变预留了足够的空间，所设置的间隙都使得形变程度更加充分，从而使最后经过数据分析处理的测力结果更加准确。

在本实施例中，上盖板2上设置有分布于置物部11两边且对称的固定座4，固定座4连接航插一端，航插另一端连接显示仪表。

上盖板2上设置的分布于置物部11两边且对称的固定座4用于连接航插，两个固定座4连接的航插对应输出的是X分量桥与Y分量桥所转化的电压信号，航插的另一端连接的显示仪表可以清晰地显示所输出的电压信号大小，并且通过显示仪表可以更加方便后面的数据分析处理。

在本实施例中，上盖板2，弹性主体1，下盖板3通过螺钉固定成一个整体。

通过螺钉固定上盖板2，弹性主体1和下盖板3，不仅达到了固定效果，而且拆卸方便，当传感器出现故障，能够方便工作人员及时更换相应的零件。

在本实施例中，弹性主体1材料选用17-4PH合金钢，增加了弹性主体1的防锈能力、强度、抗腐蚀能力和机械性能。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种二维测力传感器，其特征在于，包括：

弹性主体，所述弹性主体包括置物部与感应部；

其中，所述置物部中部设置有一个凹槽，所述感应部包括应变梁与应变片，所述应变梁设置有四个且按互相垂直的方位分布在所述置物部四周，所述应变梁一端固定在所述置物部侧面，所述应变片分别设置在所述应变梁靠近所述置物部一端的左右相对两侧。

2.根据权利要求1所述的二维测力传感器，其特征在于，所述应变片分为第一应变组与第二应变组，所述第一应变组按X方向分布，所述第二应变组按Y方向分布，所述第二应变组构成X分量桥路，所述第一应变组构成Y分量桥路。

3.根据权利要求2所述的二维测力传感器，其特征在于，所述第一应变组，第二应变组分别设置有至少两组应变片，每组应变片设置至少有两个。

4.根据权利要求1所述的二维测力传感器，其特征在于，所述弹性主体外部还设有上盖板与下盖板，所述置物部的凹槽从所述上盖板延伸至所述弹性主体上，所述置物部的高度大于所述感应部。

5.根据权利要求4所述的二维测力传感器，其特征在于所述弹性主体与所述上盖板和所述下盖板之间设置有间隙，所述弹性主体上设置有间隙。

6.根据权利要求4所述的二维测力传感器，其特征在于，所述上盖板上设置有分布于所述置物部两边且对称的固定座，所述固定座连接航插一端，所述航插另一端连接显示仪表。

7.根据权利要求5所述的二维测力传感器，其特征在于，所述上盖板，弹性主体，下盖板通过螺钉固定成一个整体。

8.根据权利要求1所述的二维测力传感器，其特征在于，所述弹性主体材料选用17-4PH合金钢。