RU99104153A

RU99104153A - Монолитный датчик силы

Info

Publication number: RU99104153A
Application number: RU99104153/28A
Authority: RU
Inventors: Роланд ШТЕКЛИ; Каспар ЗАНЕР
Original assignee: К-Трон Текнолоджиз, Инк.
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2001-01-27

Claims

1. Датчик силы с внутренним параллельным перемещением и упругим преобразованием и преобразователем измерений (4), который по величине переданной ему преобразованной силы выдает цифровой электрический сигнал, изображающий величину исходной силы, которая должна быть измерена, отличающийся тем, что он содержит в основном кубический воспринимающий нагрузку корпус (1), который разделен на две работающие на изгиб рессоры (15) продольным просверленным отверстием (8), которое проходит от одной торцевой поверхности коаксиально его продольной оси, и полое просверленное отверстие (10), проходящее от другой торцевой поверхности, и два паза (12, 32), расположенные перпендикулярно продольной оси, и рычаг (11), который образован полым просверленным отверстием (10) и, по крайней мере, одной мембраной (16), воспринимающий нагрузку корпус (1) имеет устройства на своих наружных поверхностях, которые также ограничивают работающие на изгиб рессоры (15) для того, чтобы сила, которая должна быть измерена, была подведена к корпусу перпендикулярно его продольной оси, при этом воспринимающий нагрузку корпус (1) соединен непосредственно с преобразователем измерений (4), который вставлен в уплотненный кожух со стороны рычага (11) и приводится им в действие, кожух (20) также включает оценивающие электронные приборы (5), отделенные от преобразователя измерений (4) уплотнительной стенкой (22), которые преобразуют сигналы от преобразователя измерений (4) в цифровые электрические сигналы, изображающие величину силы, при этом преобразователь измерений (4) герметично закрыт от внешнего мира и оценивающих электронных приборов (5) мембраной (17), стенками полого просверленного отверстия (10) и кожухом (20).

2. Датчик силы по п.1, отличающийся тем, что воспринимающий нагрузку корпус (1) изготовлен как единое целое.

3. Датчик силы по п.2, отличающийся тем, что общая глубина просверленных отверстий (8, 10) меньше, чем общая длина воспринимающего нагрузку корпуса (1), первые проникающие пазы (12), проходящие под прямыми углами к его продольной оси и, по существу, симметричные относительно нее, расположены так, что в каждом случае между первым пазом (12) и наружной поверхностью воспринимающего нагрузку корпуса (1) имеется плоская работающая на изгиб рессора (15), при этом два первых паза (12) соединены вдоль наружных поверхностей перпендикулярно работающим на изгиб рессорам (15) посредством двух дополнительных пазов (32), расстояние которых от продольной оси, по существу, соответствует этому расстоянию для первых пазов (12), толщина мембраны (16) устанавливается для отделения торцов просверленных отверстий (8, 10).

4. Датчик силы по п.3, отличающийся тем, что первые пазы (12) имеют, по существу, прямоугольное поперечное сечение и что их протяжение в продольном направлении воспринимающего нагрузку корпуса (1), по крайней мере, так же велико, как протяжение вторых пазов (32), проходящих перпендикулярно им.

5. Датчик силы по п.1, отличающийся тем, что первые пазы (12) разделены на удлиненную периферийную часть (13) и центральную часть (14), расположенную по направлению к продольной оси воспринимающего нагрузку корпуса (1), посредством чего работающие на изгиб рессоры (15), очерчены с одной стороны периферийными частями (13) и с другой стороны наружными поверхностями воспринимающего нагрузку корпуса (1), и что ширина пазов (32), проходящих перпендикулярно к первым пазам (12), соответствует ширине центральной части (14) первых пазов (12), в результате этого датчик силы имеет две мембраны (16, 17), которые соединены короткой частью (18) рычага (11).

6. Датчик силы по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что просверленные отверстия (8, 10) и пазы (12, 32) выполняются посредством резания металла.

7. Датчик силы по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что профилированные элементы, называемые просверленными отверстиями (8, 10) и пазами (12, 32), выполняются по технологиям профилирования, отличными от резания.

8. Датчик силы по п.7, отличающийся тем, что воспринимающий нагрузку корпус (1) с профилированными элементами, называемыми просверленными отверстиями (8, 10) и пазами (12, 32), выполняется путем искровой эрозии.

9. Датчик силы по п.7, отличающийся тем, что воспринимающий нагрузку корпус (1) с профилированными элементами, называемыми просверленными отверстиями (8, 10) и пазами (12, 32), выполняется путем выпрессовывания.

10. Датчик силы по п.7, отличающийся тем, что воспринимающий нагрузку корпус (1) с профилированными элементами, называемыми просверленными отверстиями (8, 10) и пазами (12, 32), выполняется путем литья.

11. Датчик силы по любому из пп.9, 10, отличающийся тем, что опора для нагрузки повторно обрабатывается путем последующего механического профилирования.

12. Датчик силы по п.1, отличающийся тем, что средства, при помощи которых кожух (20) герметично присоединен к воспринимающему нагрузку корпусу (1), содержат кольцо O-образного сечения.

13. Датчик силы по п.1, отличающийся тем, что средства, посредством которых сила, которая должна быть измерена, подводится к воспринимающему нагрузку корпусу (1), содержат две пластины (6, 7), причем одна пластина (6) расположена напротив одной из наружных стен воспринимающего нагрузку корпуса (1) и закреплена там, где продольное просверленное отверстие (8) проходит внутрь воспринимающего нагрузку корпуса (1), другая пластина (7) расположена напротив противоположной наружной стены воспринимающего нагрузку корпуса (1) и закреплена там, где полое просверленное отверстие (10) проходит внутрь воспринимающего нагрузку корпуса (1), при этом пластины (6, 7) установлены так, чтобы воспринимать крутящий момент, создаваемый нагрузками на поверхность.

14. Датчик силы по п.1, отличающийся тем, что средства, при помощи которых сила, которая должна быть измерена, подводится к воспринимающему нагрузку корпусу, содержат пластину (6), которая расположена напротив одной из наружных стен воспринимающего нагрузку корпуса (1) и закреплена там, где продольное просверленное отверстие (8) проходит внутрь воспринимающего нагрузку корпуса (1), шаровой сегмент, расположенный напротив противоположной стены воспринимающего нагрузку корпуса (1) и закрепленный там, где полое просверленное отверстие (10) проходит внутрь воспринимающего нагрузку корпуса (1).

15. Датчик силы по п.14, отличающийся тем, что шаровой сегмент является выпуклым.

16. Датчик силы по п.14, отличающийся тем, что шаровой сегмент является вогнутым.

17. Датчик силы по п.13, отличающийся тем, что на каждой пластине (6, 7) помещен выпуклый шаровой сегмент, причем сегменты являются коаксиальными друг другу, причем радиусы кривизны двух шаровых сегментов, по существу, одинаковы, но больше, чем половина расстояния, разделяющего наиболее удаленные от центра точки шаровых сегментов.