CN220690336U - 一种小尺寸三维力测量结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小尺寸三维力测量结构，包括环形外筒；环形外筒为方筒结构，其包括依次连接的筒壁I、筒壁II、筒壁III和筒壁IV，筒壁I与筒壁IV之间通过筒壁连接片连接；环形外筒的中空部设有间距排列且相互平行的上固定板和下固定板，上固定板、下固定板分别与筒壁I连接，筒壁II和筒壁III的外侧壁上开有用于布置电阻应变片的贴片布置槽。本实用新型的小尺寸三维力测量结构，结构设计合理，实现了对高测量精度、小量程与小尺寸的良好兼顾，应用前景好。

Description

一种小尺寸三维力测量结构

技术领域

本实用新型涉及三维力传感器技术领域，涉及一种小尺寸三维力测量结构。

背景技术

三维力传感器又称三轴力传感器、三分力传感器、三维力传感器或三轴力传感器，可以同时测量三个垂直轴上的力。三维力传感器是以应变式称重传感器为基础，采用电阻应变式原理，也称应变式三维力传感器。它由弹性元件、电阻应变片和惠斯通电桥电路组成。被称物体的重量作用在弹性元件上，使其变形并产生应变。粘贴在弹性元件上的电阻应变片将与物体重量成正比的应变转换成电阻变化，然后通过惠斯通电桥电路将电阻变化转换成电压输出。通过显示仪表测量电压输出值即可完成测量和测量任务。现有的三维力传感器如图1所示，贴片(即电阻应变片)是布置在传感器与待测物连接面上开有的贴片布置槽内，由于其应变梁、与待测物连接端头及贴片布置槽均位于传感器的同一侧，而贴片(即电阻应变片)的尺寸以及量程/测量精度存在一定关系，这使得三维力传感器在一定尺寸下的量程/测量精度受限，即使得三维力传感器难以实现高测量精度、小量程与小尺寸的良好兼顾。

因此，开发一种能够兼顾高测量精度、小量程与小尺寸的三维力测量结构极具现实意义。

实用新型内容

由于现有技术存在上述缺陷，本实用新型提供了一种能够兼顾高测量精度、小量程与小尺寸的三维力测量结构，以解决当前三维力测量结构难以实现高测量精度、小量程与小尺寸的良好兼顾的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种小尺寸三维力测量结构，包括环形外筒；

所述环形外筒为方筒结构，其包括依次连接的筒壁I、筒壁II、筒壁III和筒壁IV，筒壁I与筒壁IV之间通过筒壁连接片连接；

所述环形外筒的中空部设有间距排列且相互平行的上固定板和下固定板，上固定板、下固定板分别与筒壁I连接，筒壁II和筒壁III的外侧壁上开有用于布置电阻应变片的贴片布置槽。

本实用新型的小尺寸三维力测量结构，结构设计合理，相比于现有技术，改变了应变梁构造，减小应变梁的厚度，使之能够较好的测量微小力，而且将贴片位置改在筒壁侧壁上，能够缩小连接端头的面积，实现了对高测量精度、小量程与小尺寸的良好兼顾，应用前景好。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种小尺寸三维力测量结构，所述上固定板上开有多个贯穿上固定板的上固定螺孔；

所述下固定板上开有多个贯穿下固定板的下固定螺孔。

如上所述的一种小尺寸三维力测量结构，所述上固定板通过上固定板连接片与筒壁I连接；

所述下固定板通过下固定板连接片与筒壁I连接。

如上所述的一种小尺寸三维力测量结构，所述筒壁连接片为弧形片。

如上所述的一种小尺寸三维力测量结构，所述筒壁I的侧壁上开有贯穿筒壁I且开孔方向与环形外筒的对称轴垂直的出线孔。

如上所述的一种小尺寸三维力测量结构，所述上固定板以及下固定板均部分外露于环形外筒，方便与待测物或待固定位置螺栓固定，不会因环形外筒影响变形进而影响三维力的测量。

如上所述的一种小尺寸三维力测量结构，所述筒壁I与筒壁连接片位于同一平面上。

以上技术方案仅为本实用新型的一种可行的技术方案而已，本实用新型的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需求合理调整具体设计。

与现有技术相比，上述实用新型具有如下优点或者有益效果：

(1)本实用新型的小尺寸三维力测量结构，结构设计合理，相比于现有技术，改变了应变梁构造，减小应变梁的厚度，使之能够较好的测量微小力；

(2)本实用新型的小尺寸三维力测量结构，将贴片位置改在筒壁侧壁上，能够缩小连接端头的面积，实现了对高测量精度、小量程与小尺寸的良好兼顾，应用前景好。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1和2分别为现有的三维力测量结构的俯视图及右视剖面图；

图3～5分别为实施例1的小尺寸三维力测量结构的俯视图、主视图及右视图；

其中，1为上固定板，11为上固定螺孔，12为上固定板连接片，2为贴片布置槽，3为环形外筒，31为筒壁I，32为筒壁II，33为筒壁III，34为筒壁IV，35为筒壁连接片，4为出线孔，5为下固定板。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型中的结构作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。

现有的三维力传感器如图1和2所示，其与待测物连接面的中心设有用于连接待测物的上固定板1且连接端头的两侧开有用于布置贴片的贴片布置槽2，应变梁、上固定板1(上固定板上开有上固定螺孔11)、贴片布置槽2位于同一侧，同时贴片(即电阻应变片)的尺寸以及量程/测量精度存在一定关系，这使得三维力传感器在一定尺寸下的量程/测量精度受限，其尺寸大且无法准确测量小于100N的力。

实施例1

一种小尺寸三维力测量结构，如图3～5所示，包括环形外筒3；

环形外筒3为方筒结构，其包括依次连接的筒壁I 31、筒壁II 32、筒壁III 33和筒壁IV 34，筒壁I 31与筒壁IV 34之间通过筒壁连接片35连接，筒壁I 31与筒壁连接片35位于同一平面上，筒壁连接片35为弧形片，筒壁I 31的侧壁上开有贯穿筒壁I 31且开孔方向与环形外筒3的对称轴垂直的出线孔4；

环形外筒3的中空部设有间距排列且相互平行的上固定板1和下固定板5，上固定板1、下固定板5分别通过上固定板连接片12、下固定板连接片与筒壁I 31连接，上固定板1以及下固定板5均部分外露于环形外筒3，上固定板1上开有多个贯穿上固定板1的上固定螺孔11，下固定板5上开有多个贯穿下固定板5的下固定螺孔，筒壁II 32和筒壁III 33的外侧壁上开有用于布置电阻应变片的贴片布置槽2。

上述小尺寸三维力测量结构实际应用发现其整体尺寸规格能够控制在40mm*40mm*20mm，其量程为2N。

综上，本申请提供了一种小尺寸三维力测量结构，结构设计合理，相比于现有技术，改变了应变梁构造，减小应变梁的厚度，使之能够较好的测量微小力；将贴片位置改在筒壁侧壁上，能够缩小连接端头的面积，实现了对高测量精度、小量程与小尺寸的良好兼顾，应用前景好。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种小尺寸三维力测量结构，其特征在于：包括环形外筒；

所述环形外筒为方筒结构，其包括依次连接的筒壁I、筒壁II、筒壁III和筒壁IV，筒壁I与筒壁IV之间通过筒壁连接片连接；

所述环形外筒的中空部设有间距排列且相互平行的上固定板和下固定板，上固定板、下固定板分别与筒壁I连接，筒壁II和筒壁III的外侧壁上开有用于布置电阻应变片的贴片布置槽。

2.根据权利要求1所述的一种小尺寸三维力测量结构，其特征在于，所述上固定板上开有多个贯穿上固定板的上固定螺孔；

所述下固定板上开有多个贯穿下固定板的下固定螺孔。

3.根据权利要求1所述的一种小尺寸三维力测量结构，其特征在于，所述上固定板通过上固定板连接片与筒壁I连接；

所述下固定板通过下固定板连接片与筒壁I连接。

4.根据权利要求1所述的一种小尺寸三维力测量结构，其特征在于，所述筒壁连接片为弧形片。

5.根据权利要求1所述的一种小尺寸三维力测量结构，其特征在于，所述筒壁I的侧壁上开有贯穿筒壁I且开孔方向与环形外筒的对称轴垂直的出线孔。

6.根据权利要求1所述的一种小尺寸三维力测量结构，其特征在于，所述上固定板以及下固定板均部分外露于环形外筒。

7.根据权利要求1所述的一种小尺寸三维力测量结构，其特征在于，所述筒壁I与筒壁连接片位于同一平面上。