可伸缩无间隙的水平测力传感器装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种可伸缩无间隙的水平测力传感器装置，该装置包括：具有主动活塞和从动活塞的活塞轴系统，主动活塞的后部与从动活塞的前部连接，主动活塞驱动从动活塞，设置在活塞轴系统轴心上的芯轴，芯轴穿过主动活塞并伸出主动活塞的前部，环形套筒，主动活塞的后部与从动活塞的前部置于环形套筒内，主动活塞的前部伸出环形套筒，从动活塞的后部伸出环形套筒，水平测力传感器，水平测力传感器设置在环形套筒的侧部，主动活塞的前部穿过水平测力传感器，与从动活塞的后部连接的支座。本实用新型专利技术具有传力途径简单、测力均匀稳定、具有一定行程、可消除活塞与活塞之间、活塞和传感器的螺纹间隙的优势。

【技术实现步骤摘要】
可伸缩无间隙的水平测力传感器装置
本技术涉及一种水平测力传感器装置，特别涉及一种可伸缩无间隙的水平测力传感器装置，属于试验测试和传感器设计制造

技术介绍
目前，进行结构静力或动力性能等科学研究性试验时，主要依靠置于试验装置内部的力传感器对结构试件的受力状态进行监测以研究结构的力学性能。合理设计传感器和测试设备的工作原理，能够将结构部件的受力和应力改变后受力部件的力学状态准确的传送给检测仪器，以判定结构构件的受力状况，进而确定结构的承载力水平和力学指标。在结构静力试验、低速冲击时的快速加载试验、中等速度冲击时的落锤冲击试验以及高速冲击时的霍普金森杆冲击试验等试验加载过程中，根据不同类型试验的要求，需要调节固定传感器装置和铰支座的距离。同时，作动器等加载装置加载足够大力度以模拟地震、撞击等带来的各种静力或冲击力以进行破坏试验，为了解整个加载过程中结构的受力性能，需要对结构的受力关键部分的相关试验数据进行同步监测，这对于力传感器的性能以及精密度有着很高的要求。在目前应用的结构水平测力传感器中，固定传感器装置的铰支座往往无法实现自由的伸长和缩短，在一定程度也限制了水平测力传感器的适用范围，在需要调节一定行程的测试情况下，也无法克服此类问题。另一方面，实现准确的应力变化监测也存在很大的问题。测力传感器与传递外力接触面之间存在着细小的间隙，测定外力变化和形变会造成监测产生较大误差，以至于失去准确监测的意义。因此，结构构件与传感器之间的任何的微小间隙，都会使传感器的测量值失真而导致测量的作用力值有误差。测试装置内部的若设置有主动和从动活塞，通过活塞之间的相互运动来实现与待测试结构试件之间距离的调整，但活塞与活塞之间的螺纹间隙很难被消除，同时活塞和传感器之间的距离也是通过转动螺母来控制，活塞和传感器的螺纹间隙也同样难以消除，这些都在很大程度上影响了测试的准确性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种传力途径简单、测力均匀稳定、具有一定行程、可消除活塞与活塞之间、活塞和传感器的螺纹间隙的水平测力传感器装置。根据本技术提供的实施方案，提供一种可伸缩无间隙的水平测力传感器装置。一种可伸缩无间隙的水平测力传感器装置，该装置包括：具有主动活塞和从动活塞的活塞轴系统，其中：主动活塞的后部与从动活塞的前部连接，主动活塞驱动从动活塞；设置在活塞轴系统轴心上的芯轴，其中：芯轴穿过主动活塞并从主动活塞的前部伸出；环形套筒，其中：主动活塞的后部与从动活塞的前部置于环形套筒内，主动活塞的前部从环形套筒的前端伸出，从动活塞的后部从环形套筒的后端伸出；水平测力传感器，其中：水平测力传感器设置在环形套筒的侧部，主动活塞的前部穿过水平测力传感器，与从动活塞的后部连接的支座。在本技术中，水平测力传感器的形状优选为环形的，水平测力传感器的外围直径与环形套筒的外围直径相同，水平测力传感器的中心是空心的，用于主动活塞从其穿过。优选的是，该装置还包括传感器压紧件。传感器压紧件与水平测力传感器连接。优选的是，该装置还包括限位法兰。环形套筒的后端设有限位法兰，从动活塞的后端穿过限位法兰。在本技术中，所述活塞轴系统的主动活塞为凸形轴。主动活塞的横截面为“十”字。主动活塞的中部具有环形凸起，环形凸起位于环形套筒内。从动活塞为凹形轴，从动活塞的前部具有同轴心的圆筒型凹槽。主动活塞的后部与从动活塞的凹槽配合。优选的是，所述的活塞轴系统与环形套筒之间设置有环形滑块。优选环形滑块为环形聚四氟乙烯滑块。优选的是，环形滑块内表面涂覆有润滑剂，优选为黄油。优选的是，所述的水平测力传感器与环形套筒之间设置有环形限位片。环形限位片分别与水平测力传感器、环形套筒连接。在本技术中，所述主动活塞的后部与从动活塞的前部采用螺纹连接。优选的是，所述主动活塞的前部外侧具有与其后部外侧螺纹纹路相反的螺纹，即主动活塞的前部和后部具有正反螺纹。优选主动活塞的前部的螺纹上配合有正六角形凸块。在本技术中，所述的芯轴穿过活塞轴系统的主动活塞轴心，且与从动活塞的凹槽底部接触。芯轴与主动活塞采用螺纹连接。在本技术中，所述的传感器压紧件为带把手螺母。传感器压紧件与活塞轴系统的主动活塞通过螺纹连接。在本技术中，水平测力传感器与活塞轴系统的主动活塞间存在有间隙。在本技术中，环形套筒的一端或前端与环形限位片、水平测力传感器通过螺栓连接。环形套筒的另一端或后端与限位法兰通过螺栓连接。优选的是，环形滑块设置在环形限位片和限位法兰之间。在本技术中，活塞轴系统的从动活塞的后部与支座通过铰接的方式连接。在本技术中，所述水平测力传感器安装在支承底座上，即环形套筒与位于环形套筒下方的支承底座相连接。优选的是，支承底座下方连接有基座。在本技术中，支承底座包括了支承板和肋板，基座包括了框架柱、横竖加劲肋和框架斜撑。优选的是，所述水平测力传感器上沿圆周设置有2-20个螺栓孔及相配套的螺栓。优选4-18个螺栓。更优选为8-16个螺栓。螺栓穿过环形限位片与环形套筒上的螺纹配合连接。所述的限位法兰上沿圆周设置有2-20个螺栓孔及相配套的螺栓。优选4-18个螺栓。更优选为8-16个螺栓。螺栓与环形套筒上的螺纹配合连接。所述装置左端通过拧紧并施加预紧力单边螺栓压紧力传感器，以固定力传感器、限位片和环形套筒外壳，使得三者达到无缝连接的状态。所述装置右端也是通过拧紧并施加预紧力单边螺栓来压紧限位法兰与环形套筒外壳，使得两者固定为一体。在本技术中，活塞轴系统的主动活塞与从动活塞通过传动机构相对运动并使从动活塞进行伸缩。主动活塞与从动活塞的相对运动能够增加测量行程，解决测力传感器装置与带测试机构试件之间距离短，行动不自由的问题。在本技术中，主动活塞的后部与从动活塞的凹槽配合且螺纹连接，即活塞轴系统的主动活塞与从动活塞的传动机构为螺纹传动。通过拧动主动活塞的前部，使得主动活塞与从动活塞通过螺纹传动机构进行相反或者相向运动，进而调节从动活塞的前后距离，伸缩的调节范围为±20-80mm，优选为±30-60mm。在本技术中，芯轴穿过活塞轴系统的主动活塞轴心，且能接触从动活塞的凹槽底部。芯轴前部与主动活塞通过螺纹连接，且部分露出主动活塞外侧。螺纹长度约占芯轴总长度1/4-1/2，优选为1/3。通过单边拧紧芯轴的方式，消除活塞轴系统主动活塞与从动活塞之间的螺纹间隙。在本技术中，活塞轴系统与环形套筒之间设置有环形滑块。环形聚四氟乙烯滑块为一种消除摩擦力的材料，其内表面可涂有黄油等用于消除摩擦力的润滑介质。在本技术中，水平测力传感器与环形套筒之间设置有环形限位片。通过调节测力传感器压紧件，使得水平测力传感器与环形限位片贴紧，环形限位片通过安装贴紧活塞轴系统的主动活塞，且环形限位片也限制了聚四氟乙烯滑块的活动，达到了水平测力传感器、限位片和活塞三者紧密贴合的效果，进而消除活塞和力传感器之间的螺纹间隙。在本技术中，传感器压紧件为带把手螺母，与活塞轴系统的主动活塞螺纹连接。通过带把手的螺母可以通过转动把手来拧紧螺母，使得水平测力传感器与限位片贴紧，消除活塞和水平测力传感器之间的螺纹间隙。在本技术中，环形套筒的一端与环形限位片、水平测力传感器螺纹连接，另一端与限位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可伸缩无间隙的水平测力传感器装置，该装置包括：具有主动活塞(101)和从动活塞(102)的活塞轴系统(1)，其中主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的前部(102a)连接，主动活塞(101)驱动从动活塞(102)，设置在活塞轴系统(1)轴心上的芯轴(2)，其中芯轴(2)穿过主动活塞(101)并从主动活塞(101)的前部(101a)伸出，环形套筒(5)，其中主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的前部(102a)置于环形套筒(5)内，主动活塞(101)的前部(101a)从环形套筒(5)的前端伸出，从动活塞(102)的后部(102b)从环形套筒(5)的后端伸出，水平测力传感器(4)，其中水平测力传感器(4)设置在环形套筒(5)的前端，主动活塞(101)的前部(101a)穿过水平测力传感器(4)，与从动活塞(102)的后部(102b)连接的支座(9)。

【技术特征摘要】
1.一种可伸缩无间隙的水平测力传感器装置，该装置包括：具有主动活塞(101)和从动活塞(102)的活塞轴系统(1)，其中主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的前部(102a)连接，主动活塞(101)驱动从动活塞(102)，设置在活塞轴系统(1)轴心上的芯轴(2)，其中芯轴(2)穿过主动活塞(101)并从主动活塞(101)的前部(101a)伸出，环形套筒(5)，其中主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的前部(102a)置于环形套筒(5)内，主动活塞(101)的前部(101a)从环形套筒(5)的前端伸出，从动活塞(102)的后部(102b)从环形套筒(5)的后端伸出，水平测力传感器(4)，其中水平测力传感器(4)设置在环形套筒(5)的前端，主动活塞(101)的前部(101a)穿过水平测力传感器(4)，与从动活塞(102)的后部(102b)连接的支座(9)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置还包括：传感器压紧件(3)，其中传感器压紧件(3)与水平测力传感器(4)连接，和/或限位法兰(6)，其中环形套筒(5)的后端设有限位法兰(6)，从动活塞(102)的后部(102b)穿过限位法兰(6)。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述活塞轴系统(1)的主动活塞(101)为凸形轴，主动活塞(101)的横截面为“十”字，主动活塞(101)的中部具有环形凸起，环形凸起位于环形套筒(5)内；从动活塞(102)为凹形轴，从动活塞(102)的前部具有同轴心的圆筒型凹槽；主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的凹槽配合。4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述的活塞轴系统(1)与环形套筒(5)之间设置有环形滑块(7)；和/或所述的水平测力传感器(4)与环形套筒(5)之间设置有环形限位片(8)，环形限位片(8)分别与水平测力传感器(4)、环形套筒(5)连接。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的活塞轴系统(1)与环形套筒(5)之间设置有环形滑块(7)；和/或所述的水平测力传感器(4)与环形套筒(5)之间设置有环形限位片(8)，环形限位片(8)分别与水平测力传感器(4)、环形套筒(5)连接。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述环形滑块(7)为环形聚四氟乙烯滑块。7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述环形滑块(7)为环形聚四氟乙烯滑块。8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于：所述环形滑块内表面涂覆有润滑剂。9.根据权利要求1、2或5-7中任一项所述的装置，其特征在于：所述主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的前部(102a)采用螺纹连接。10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的前部(102a)采用螺纹连接。11.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述主动活塞(101)的后部(101b)与从动活塞(102)的前部(102a)采用螺纹连接。12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，张白，王海涛，杨才千，乔书庆，马禹，许褔，龙士国，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43