CN2401885Y - 数显式电子背力计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数显式电子背力计,它包括底座,拉链和连接于该拉链的手柄,还具有一个铰链装置,所述铰链装置固定于所述底座上;一个测力的传感器,所述测力传感器的下部与所述铰链装置联接,而其上部与所述拉链联接;一个单片机系统,安装于所述底座内;以及一个显示装置,与所述单片机系统连接。本装置具有测量精度高,使用寿命长,读取直观方便的优点。

Description

数显式电子背力计

本实用新型涉及一种数显式电子背力计，更准确地说，涉及一种使用传感器来检测人体背力的数显式电子背力计。

众所周知，背力的大小是衡量人体体质状况重要指标之一。目前，使用的背力计多为机械式背力计，其精度远不能满足需要，而且这种背力计随着使用次数的增加，其机械结构由于金属疲劳而产生形变，因此检测精度也就不断降低。

本实用新型就是为克服现有背力计的上述缺点而设计制造出来的，其目的在于提供一种测量精度高，使用寿命长，读取直观方便的数显式电子背力计。

为了实现上述目的，本实用新型的一种数显式电子背力计技术方案是：它包括底座，拉链和连接于该拉链的手柄，还具有一个铰链装置，所述铰链装置固定于所述底座上；一个测力传感器，所述测力传感器的下部与所述铰链装置联接，而其上部与所述拉链联接；一个单片机系统，安装于所述底座内；以及一个显示装置，与所述单片机系统连接。

当被测者脚踏底座，伸直双手，握住手柄拉起时，具有框架结构的测力传感器受力的作用，该力使框架上两端固支的梁形变。于是贴在框架上的应变片随之产生变形，从而改变应片的电阻值，根据所受的力与电阻值变化的线性关系，通过数字显示装置而可以直接读出背力的大小。

根据本实用新型的数显式电子背力计，采用了测力传感器，直接将该传感器所受外力变形而转换成相应的电压变化，放大后，经模/数转换，由数显装置显示出来并能保持最大值。由于传感器的灵敏度高，数显装置读取方便直观，所以，本装置具有测量精度高，使用方便的优点。

下面，通过结合附图，详细说明本实用新型的内容，将使本实用新型的其它目的和优点变得更清楚，各附图中：

图1a、1b、1c、1d和1e分别示出本实用新型的数显式电子背力计结构的示意正视图、侧视图、俯视图、仰视图及拉链手柄图；

图2是图1所示数显式电子背力计的第1种传感器结构图；

图3是该背力计的第2种传感器结构图；

图4是该背力计的第3种传感器结构图；

图5是该背力计的第4种传感器结构图；

图6是该背力计的第5种传感器结构图；

图7是传感器受力下两端固支梁的力矩分布图；

图8是由电阻应变片组成电桥的应力测量等效电路；

图9是数显式电子背力计的第6种传感器结构图；

图10是由电阻和应变片组成电桥的应力测量等效电路。

下面，首先参照图1a、图1b、图1c、1d和1e，说明本实用新型的数显式电子背力计的整体结构。如图1a、1b和1d所示，本数显式电子背力计包括：底座1、测力传感器3、铰链装置4、拉链和手柄9。

底座1是一个正方形扁盒，如图1c和1d所示。在该底座1内安装有单片机系统，而其上设置有触摸开关5和显示装置6。另外，在底座1的底部设有电池盒8，其侧面设有电源接插头7。还有，本背力计的显示装置设于底板上，如图1c所示，被测者可直接观察测试结果。

测力传感器3下部具有伸出杆31与该底座1上的铰链装置4相联接，以便随着被测试者拉动手柄而改变传感器3的平面方向，使之与拉力方向一致。该测力传感器3上部具有一端带有螺纹的挂钩32。该挂钓32与拉链的链条10的环节相扣接，并且链条10上设有手柄9，以便被测试者拉动手柄发力。将该挂钩32扣在链条10的不同环节上，就可以调整链条10的长度，以适应被测试者的身材需要，使背力发挥达到最佳状态。

测力传感器3采用矩形框架结构，如图2、图3所示。该测力传感器3的矩形结构件是由条形状上横梁11和U-形下横梁12，其两端用螺栓13、14连接而成。但是，该框架也可作成整体式，而不用上述组合结构件。该U-形下横梁12可以具有凸台17，如图2所示，而且这种结构件中的上横梁11和U-形下横梁12的中部，都分别具有螺孔15、16。该螺孔15、16两侧的外表面贴有电阻应变片21、22、23、和24。

当上横梁11刚度较小时，也可用有凸台的横梁，作为受力传感器的一臂。

并且，该测力传感器采用矩形框架结构，也可以如图4所示。该测力传感器的矩形结构是由条形状上横梁11、下横梁12′和两个垫块18，其两端用螺栓13、14连接而成。不过该下横梁12′的中心孔两侧设有哑铃型的内孔。当然，下横梁12′和两个垫块18的结合也可以如图2或3一样的U-形下横梁，或具有凸台的横梁，只要上边设有两个哑铃型的内孔就行。同样，上横梁11和下横梁12′的中部，都分别具有螺孔15、16。该螺孔16两侧哑铃型孔的外表面贴有电阻应变片21、22、23、和24。

并且，该测力传感器采用矩形框架结构，也可以如图5所示。该测力传感器具有S型的弹性体构件。该S型构件的上横梁中心设有螺纹孔15，其下横梁的中心设有与螺纹孔15同心的螺纹孔16。另外，该S型构件的中间横梁的两侧分别粘贴电阻应变片21、22、23和24。

另外，该S型弹性体构件的中间横梁上也可以设置哑铃型的内孔(图内未示出)，以便增加传感器的灵敏度。这时，可在对应哑铃孔的一个外侧，分别设置四个电阻应变片。

并且，该测力传感器采用矩形框架结构，也可以如图6所示。该测力传感器具有外方内圆孔型的弹性体构件。该外方内圆孔型构件的拱形上横梁和拱形下横梁的中心分别设有螺纹孔15和16。另外，该构件的拱形左、右支架的两侧分别粘贴电阻应变片21、22、23和24。

如上图2～图6所示的测力传感器的受力状态，可简化为两端固支梁的力矩分布的情况，如图7所示，而图8为由电阻应变片组成电桥的应力测量等效电路。

并且，该测力传感器采用矩形框架结构，也可以如图9所示。该测力传感器还可以具有e型的弹性体构件。该e型弹性体构件的中间横梁和下横梁部分的中心设有螺纹孔16、16′。另外，该构件的上横梁设有开孔15的一个侧面上粘贴有两个电阻应变片1、2。因此，在组成测试桥式电路时，另外两个桥臂可加上两个固定电阻，如图10所示。

在进行测试时，被测试者两脚踏在底座1上，用手握住手柄9，双臂伸直，上身前倾约30°。当手用力拉着手柄9向上时，由于测力传感器3与其它部件采用铰链4联接，拉力通过链条10作用到测力传感器3上，框架受力后，应变片产生相应的变形，转换成相应的电压变化。现有技术中通常，将输出的电压加以放大，经A/D换变，再经单片机系统处理，最后在显示装置的屏幕上显示背力值，即以牛顿，或公斤为单位的力。

根据本实用新型的数显式电子背力计，采用了测力传感器，直接将所受外力的应变，相应地输出电压变化量，通过A/D转换为数字量，由数显装置显示出来并能保持最大值。由于传感器的灵敏度高，数显装置读取方便直观，所以，本装置具有测量精度高，使用寿命长，读取直观方便的优点。

本实用新型的上述实施例，是用于详细揭示本发明的目的、优点和内容，而不是本实用新型仅仅局限于此。本领域的普通技术人员，对此还可以作出各种各样的修改、变换和改变，而这些都不应认为已经脱离了本发明的构思范围。本实用新型的专利保护范围应由附随的权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种数显式电子背力计，包括底座，拉链和连接于该拉链的手柄，其特征是还具有

一个铰链装置，所述铰链装置固定于所述底座上；

一个测力传感器，所述测力传感器的下部与所述铰链装置联接，而其上部与所述拉链联接；

一个单片机系统，安装于所述底座内；以及

一个显示装置，与所述单片机系统连接。

2.根据权利要求1所述的数显式电子背力计，其特征是所述测力传感器的下部具有伸出杆，通过所述伸出杆与所述铰链装置相联接；和所述测力传感器的上部具有挂钩，通过所述挂钩与所述拉链的链条环节相扣接。

3.根据权利要求2所述的数显式电子背力计，其特征是所述测力传感器是矩形框架结构件。

4.根据权利要求3所述的数显式电子背力计，其特征是所述矩形框架结构件是由条形状上横梁和U-形下横梁，由螺栓连接而成，所述上横梁和U-形下横梁上分别贴有两个电阻应变片。

5.根据权利要求3所述的数显式电子背力计，其特征是所述测力传感器的所述矩形框架结构件是由条形状上横梁和U下横梁以及两个垫块，由螺栓连接而成，所述下横梁上设有哑铃型的内孔，所述哑铃型的内孔的一侧分别贴有两个电阻应变片。

6、根据权利要求3所述的数显式电子背力计，其特征是所述测力传感器的所述矩形框架结构件呈S型弹性体构件，所述S型弹性体构件的中间横梁的两侧分别贴有两个电阻应变片。

7、根据权利要求3所述的数显式电子背力计，其特征是所述测力传感器的所述矩形框架结构件呈外方内圆孔型的弹性体构件，所述外方内圆孔型弹性体构件的左、右支架的两侧分别贴有两个电阻应变片。

8、根据权利要求3所述的数显式电子背力计，其特征是所述测力传感器的所述矩形框架结构件呈e型的弹性体构件，所述e型弹性体构件的上横梁具有中心孔，该孔的两侧分别贴有一个电阻应变片。

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