广义力加载多维测力台标定装置及其标定方法制造方法及图纸

一种广义力加载多维测力台标定装置及其标定方法，该装置包括：标定台主架、多维测力台、施力机构、第一钢绳拉索、第二钢绳拉索和传感器件，其中：标定台主架为L形，多维测力台固定在标定台主架一侧并设有加载点，加载点、第一钢绳拉索、传感器件、第二钢绳拉索和施力机构依次相连，施力机构与标定台主架另一侧固定连接；所述的施力机构包括由上至下依次相连的闸阀手轮、第一双向螺杆、连接套筒、第二双向螺杆和牵引盒，其中：第一双向螺杆设有固定盘，固定盘呈倒L形一端与标定台主架固定连接，另一端与牵引盒对应设置，牵引盒底部开槽并设有牵引滑杆。本发明专利技术能够同时施加多个方向上的力、力矩，并实现连续的矢量力加载，有效减小误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种机械仪表检测领域的技术，具体是一种适用于现场标定的广义力加载多维测力台标定装置及其标定方法。
技术介绍
多维测力台能够测量三维空间的全力信息即三维力和三维力矩信息，现已广泛应用于运动生物力学、康复医学等领域。多维测力台的测量精度直接影响其应用效果，因此，在出厂前必须对其进行标定。现有的多维测力台标定大多采用单维加载，采用单维力加载时，一次只沿一个分量轴加载力或力矩，故效率较低。为提高效率需要采用广义力标定，即通过加载包含多个力分量的矢量力对多维测力台进行标定。经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101936797A，公开(公告)日2011.01.05，公开了一种多维力传感器的标定装置及其工作方法，所述的标定装置包括标定工作台和带滑轮的支架部件，带滑轮的支架部件包括载荷施加绳、滑轮和砝码。但该技术存在以下缺陷：1)力加载方法繁琐，需要不断更换砝码质量，操作不便；2)在施加Fx和Fy时需要通过调整标定调节板的高度使得施力线保持水平，操作复杂；3)方向角不能调节；4)该装置不适用于需要对多个加载点进行加载的多维测力台标定，也不适合大载荷加载。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出了一种广义力加载多维测力台标定装置及其标定方法，能够同时施加多个方向上的力、力矩，并实现连续的矢量力加载，有效减小误差。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术涉及一种广义力加载多维测力台标定装置，包括：标定台主架、多维测力台、施力机构、第一钢绳拉索、第二钢绳拉索和传感器件，其中：标定台主架为L形，多维测力台固定在标定台主架一侧并设有加载点，加载点、第一钢绳拉索、传感器件和第二钢绳拉索依次相连，施力机构相对于多维测力台设置并与标定台主架另一侧固定连接；所述的施力机构包括由上至下依次相连的闸阀手轮、第一双向螺杆、连接套筒、第二双向螺杆和牵引盒，其中：第一双向螺杆设有固定盘，固定盘呈倒L形一端与标定台主架固定连接，另一端与牵引盒对应设置，牵引盒底部开槽并设有牵引滑杆，牵引滑杆与第二钢绳拉索一端连接。所述的标定台主架包括：承载台、标定台立柱、滑杆夹具、调节滑杆、调节螺杆和固定滑杆，其中：承载台一侧设有两根标定台立柱，两标定台立柱通过顶部的横梁相连，两标定台立柱底部之间设有固定滑杆，标定台立柱中部设有矩形滑槽，两个矩形滑槽之间设有调节滑杆，调节滑杆与滑杆夹具固定连接，滑杆夹具与调节螺杆固定连接，调节螺杆与横梁相连并控制调节滑杆的高度，第二钢绳拉索依次绕过调节滑杆、固定滑杆与牵引滑杆连接。所述的传感装置包括：标准测力计和与之相连的倾角传感器。本专利技术涉及一种基于上述装置的标定方法，在指定的调节滑杆高度下，通过旋转闸阀手轮带动牵引盒向上运动从而将加载力依次通过第二钢绳拉索、传感器件和第一钢绳拉索传递至多维测力台上，在多维测力台上进行分区标定，由采集电路实时记录多维测力台的各组桥路输出结果和传感器件的测量结果，得到各区域的标定系数矩阵和标定误差。所述的分区标定是指将多维测力台顶板划分为几何中心一致且依次嵌套的若干个区域，在每个区域内分别选取若干个加载点进行标定。技术效果与现有技术相比，本专利技术采用广义力加载，能同时施加多个方向上的力、力矩；同时采用螺纹副的螺纹旋合及自锁特性，配合标准测力计及倾角传感器，能实现连续的矢量力加载；而采用分区标定的方法能有效减小误差，其最大维间耦合误差为0.82％，最小维间耦合误差为0.05％，较现有的方法解耦更加彻底，完全适用于工业现场、科研单位等多种场合。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为图1的右视图；图3为本专利技术中标定台主架结构示意图；图4为本专利技术中施力机构结构示意图；图5为本专利技术中牵引盒结构示意图；图6为本专利技术中多维测力台俯视图；图中：标定台主架1、承载台11、标定台立柱12、滑杆夹具13、调节滑杆14、调节螺杆15、固定滑杆16、横梁17、矩形滑槽18、多维测力台2、加载点21、施力机构3、闸阀手轮31、第一双向螺杆32、固定盘33、连接套筒34、第二双向螺杆35、牵引盒36、牵引滑杆37、第一钢绳拉索4、第二钢绳拉索5、传感器件6、中心区域a、第一环形区域b、第二环形区域c。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1如图1和图2所示，本实施例涉及一种广义力加载多维测力台标定装置，包括：标定台主架1、多维测力台2、施力机构3、第一钢绳拉索4、第二钢绳拉索5和传感器件6，其中：标定台主架1为L形，多维测力台2固定在标定台主架1一侧并设有若干加载点21，加载点21、第一钢绳拉索4、传感器件6和第二钢绳拉索5依次相连，施力机构3相对于多维测力台2设置并与标定台主架1另一侧固定连接；如图4和图5所示，所述的施力机构3包括由上至下依次相连的闸阀手轮31、第一双向螺杆32、连接套筒34、第二双向螺杆35和牵引盒36，其中：第一双向螺杆32上设有固定盘33，固定盘33呈倒L形一端与标定台主架1固定连接，另一端与牵引盒36对应设置以减少牵引盒36的自由度，使牵引盒36能够上下运动，牵引盒底36底部开槽并设有牵引滑杆37，牵引滑杆37与第二钢绳拉索5一端连接。如图6所示，所述的多维测力台2优选地划分为几何中心一致且依次嵌套的中心区域a、第一环形区域b和第二环形区域c，其中：中心区域a优选为矩形区域，其轮廓线与X轴间距为与Y轴间距为第一环形区域b的外侧轮廓线与X轴间距为与Y轴间距为第二环形区域c的外侧轮廓线与X轴间距为与Y轴间距为l1为多维测力台X轴向上两个传感器间的距离，l2为Y轴向上两个传感器间的距离。所述的若干加载点21优选为对称地设置于各区域的X轴、Y轴或矩形对角线上。如图3所示，所述的标定台主架1包括：承载台11、标定台立柱12、滑杆夹具13、调节滑杆14、调节螺杆15和固定滑杆16，其中：承载台11一侧设有两根标定台立柱12，两标定台立柱12通过顶部的横梁17相连，两标定台立柱12底部之间设有固定滑杆16，标定台立柱12中部设有矩形滑槽18，两个矩形滑槽18之间设有调节滑杆14，调节滑杆14与滑杆夹具13固定连接，滑杆夹具13与调节螺杆15固定连接，调节螺杆15与横梁17相连并控制调节滑杆14的高度，第二钢绳拉索5依次绕过调节滑杆14、固定滑杆16与牵引滑杆15固定连接。所述的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广义力加载多维测力台标定装置，其特征在于，包括：标定台主架、多维测力台、施力机构、第一钢绳拉索、第二钢绳拉索和传感器件，其中：标定台主架为L形，多维测力台固定在标定台主架一侧并设有加载点，加载点、第一钢绳拉索、传感器件和第二钢绳拉索依次相连，施力机构相对于多维测力台设置并与标定台主架另一侧固定连接；所述的施力机构包括由上至下依次相连的闸阀手轮、第一双向螺杆、连接套筒、第二双向螺杆和牵引盒，其中：第一双向螺杆设有固定盘，固定盘呈倒L形一端与标定台主架固定连接，另一端与牵引盒对应设置，牵引盒底部开槽并设有牵引滑杆，牵引滑杆与第二钢绳拉索一端连接。

【技术特征摘要】
1.一种广义力加载多维测力台标定装置，其特征在于，包括：标定台主架、多维测力台、
施力机构、第一钢绳拉索、第二钢绳拉索和传感器件，其中：标定台主架为L形，多维测力台
固定在标定台主架一侧并设有加载点，加载点、第一钢绳拉索、传感器件和第二钢绳拉索依次
相连，施力机构相对于多维测力台设置并与标定台主架另一侧固定连接；
所述的施力机构包括由上至下依次相连的闸阀手轮、第一双向螺杆、连接套筒、第二双向
螺杆和牵引盒，其中：第一双向螺杆设有固定盘，固定盘呈倒L形一端与标定台主架固定连接，
另一端与牵引盒对应设置，牵引盒底部开槽并设有牵引滑杆，牵引滑杆与第二钢绳拉索一端连
接。
2.根据权利要求1所述的广义力加载多维测力台标定装置，其特征是，所述的标定台主
架包括：承载台、标定台立柱、滑杆夹具、调节滑杆、调节螺杆和固定滑杆，其中：承载台一
侧设有两根标定台立柱，两标定台立柱通过顶部的横梁相连，两标定台立柱底部之间设有固定
滑杆，标定台立柱中部设有矩形滑槽，两个矩形滑槽之间设有调节滑杆，调节滑杆与滑杆夹具
固定连接，滑杆夹具与调节螺杆固定连接，调节螺杆与横梁相连并控制调节滑杆的高度，第二
钢绳拉索依次绕过调节滑杆、固定滑杆与牵引滑杆连接。
3.根据权利要求1所述的广义力加载多维测力台标定装置，其特征是，所述的传感器件
包括：标准测力计和与之相连的倾角传感器。
4.根据权利要求1所述的广义力加载多维测力台标定装置，其特征是，所述的第一双向
螺杆为右旋螺纹螺杆，所述的第二双向螺杆为左旋螺纹螺杆。
5.根据权利要求2所述的广义力加载多维测力台标定装置，其特征是，所述的横梁设有
长条孔。
6.一种基于上述任一权利要求所述广义力加载多维测力台的标定方法，其特征在于，在
指定的调节滑杆高度下，通过旋转闸阀手轮带动牵引盒向上运动从而将加载力依次通过第二钢
绳拉索、传感器件和第一钢绳拉索传递至多维测力台上，在多维测力台上进行分区标定，由采
集电路实时记录多维测力台的各组桥路输出结果和传感器件的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡萍，毛志勇，王典，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31