一种压电三维测力单元的装配装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种压电三维测力单元的装配装置，属于传感测控技术领域。该装置由测力单元定位装置和双源液压缸等组件组成。在提供预紧力时，该装置首先使用液压力源水平施加一定的预紧力，之后旋入预紧螺母，最后撤去液压力源，实现测力单元预紧，减小了直接大扭矩旋紧螺母实现预紧造成的装配误差，提升装配精度；同时，该装置还能流水作业，减小多件装配的时间，提升装配效率。

【技术实现步骤摘要】
一种压电三维测力单元的装配装置
本专利技术属于传感测控
，涉及一种压电三维测力单元的装配装置。本装置可用于装配不同大小的压电三维测力单元，并对其装配精度和效率的提升具有重要意义。
技术介绍
压电传感器在使用前一般都必须预紧，以消除传感器内部及与接触面的间隙，并提高压电传感器的静、动态性能；此外，切向力的测量需要传感器与接触面间有足够的正压力。自预紧式压电三维测力单元由上下盖、压电传感器、预紧螺栓、预紧螺母组成。装配时，在保证测力单元上下盖的形位精度的同时，还需对压电传感器进行预紧，其预紧力由预紧螺栓、预紧螺母提供。目前已有的装配方法，主要是先准确定位测力单元上下盖与压电传感器的位置关系，通过特制的扳手直接旋入预紧螺母，这种方式下，旋入预紧螺母时，所提供的预紧力处于一种将回转力矩转化为轴线方向的预紧螺栓拉力的状态，由于所需的预紧力值很大，因此需提供很大的回转力矩，难以控制，容易破坏特制扳手插孔柱以及预紧螺母的插孔，导致预紧失效；同时，装配工具及预紧螺母的破坏延长了装配时间。而且，在大力值下，测力单元外侧的定位装置难以保证其精确定位的作用，致使测力单元的装配容易出现上下盖周向错位、顶面和底面平行度误差大，上下盖与压电传感器、预紧螺栓间的同轴度误差大等现象，造成测力单元测量精度下降、向间干扰大等不良影响。此外，一件测力单元装配完成后，需要全部拆下进行下一件的安装，效率低。综上所述，现有自预紧式压电三维测力单元的装配装置成品率低、操作难度大，需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术解决了现有装配装置造成的成品率低的技术难题。所设计的装配装置，将测力单元的装配分解为以下四个部分：(1)测力单元无预紧力定位装夹；(2)保持定位，采用平移方式施加所需预紧力；(3)旋入预紧螺母，撤出外力，实现装配；(4)取出当前装配件，更换下一件进行装配。通过以上四个步骤，实现测力单元的流水线式装配。同时，这套夹具还适用于不同型号测力单元的装配。本专利技术的技术方案：一种自预紧式压电三维测力单元的装配装置，包括双源液压缸1、推力装置2、测力单元定位装置3、定位套筒4、挡板5和底板6；所述的双源液压缸1的前端共使用两个液压源，上端液压源用于供压，下端液压源用于保压，确保装配时提供足够、稳定的压力；推力装置2和测力单元定位装置3装配入定位套筒4中，推力装置2将力传递到测力单元定位装置3上，测力单元定位装置3内的压电传感器13实现力的检测；双源液压缸1的活塞杆接触推力装置2，向推力装置2施加所需的预紧力；推力装置2用于力的传递，由双源液压缸1传递至测力单元，并由定位套筒4导向，保证施力方向的准确性；待装配的测力单元主要由预紧螺母11、测力单元上盖12、压电传感器13、预紧螺栓14和测力单元下盖15组成；压电传感器13的两端均连接双头螺柱式的预紧螺栓14；预紧螺栓14上端穿过测力单元上盖12，通过预紧螺母11固定，预紧螺栓14下端旋入测力单元下盖15的螺纹孔中；所述的测力单元定位装置3能独立完成测力单元的定位安装，由测力单元下盖定位7、定位辅助8、传感器定位9、测力单元上盖定位10和限位导向块17组成；测力单元中的压电传感器13通过传感器定位9的“V”型结构及两侧立面定位；测力单元下盖定位7、测力单元的上盖定位10分别与测力单元下盖15、测力单元上盖12相配合，实现对测力单元上、下盖的定位；定位辅助8没有定位作用，仅用于保证测力单元下盖定位7和测力单元上盖定位10的间距；限位导向块17设置于定位辅助8的上端，且开有通孔，压电传感器13的输出导线经过通孔引出，用于输出检测的所加力值，整个测力单元定位装置3形成一个圆柱体，便于装入定位套筒4；所述的定位套筒4为圆筒结构，其内圆与测力单元定位装置3外圆相配合，对测力单元定位装置3、推力装置2限位，定位套筒4与挡板5、底板6固接；所述挡板5固定于底板6上，用于尾端支撑，挡板5中间部位设置通孔，测力单元的预紧螺母11通过该通孔旋入实现固定。测力单元定位装置3的尺寸根据不同尺寸的测力单元而定，不同尺寸测力单元定位装置3之间的区别在于内部结构的尺寸和厚度不同，而外圆结构的外径相同，测力单元定位装置3在厚度方向的差异，由厚度补偿端盖16进行补偿，确保能装配到同一定位套筒4中。本专利技术的有益效果：是改变了施加预紧力的方式，从而提高了装配精度；而且，该装置是测力单元定位装置和双源液压缸等配件的组合形式，可以进行流水式作业，减少了多件测力单元装配的时间，提高了效率；综上，该装配结构工艺性好、安装及调试简单，提升了测力单元的装配精度及效率。附图说明图1为本专利技术装置结构的整体示意图，安装定位装置工位。图2为本专利技术装置结构的整体示意图，提供预紧力工位。图3为本专利技术装置结构的双源液压缸示意图。图4为本专利技术装置中定位装置。图5为本专利技术装置待装配测力单元示意图。图6(a)和图6(b)为本专利技术装置适用的其中两种测力单元。图7(a)和图7(b)为本专利技术两种不同尺寸的定位装置。图8为配合定位装置的厚度补偿端盖。图9为配合定位套筒的定位装置限位导向块。图中：1双源液压缸；2推力装置；3测力单元定位装置；4定位套筒；5挡板；6底板；7测力单元下盖定位；8定位辅助；9传感器定位；10测力单元上盖定位；11预紧螺母；12测力单元上盖；13压电传感器；14预紧螺栓；15测力单元下盖；16厚度补偿端盖；17限位导向块。具体实施方式以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。以小型测力单元为例说明。一种自预紧式压电三维测力单元的装配装置，包括双源液压缸1、推力装置2、测力单元定位装置3、定位套筒4、挡板5和底板6；所述的双源液压缸1的前端共使用两个液压源，上端液压源用于供压，下端液压源用于保压，确保装配时提供足够、稳定的压力；推力装置2和测力单元定位装置3装配入定位套筒4中，推力装置2将力传递到测力单元定位装置3上，测力单元定位装置3内的压电传感器13实现力的检测；双源液压缸1的活塞杆接触推力装置2，向推力装置2施加所需的预紧力；推力装置2用于力的传递，由双源液压缸1传递至测力单元，并由定位套筒4导向，保证施力方向的准确性；待装配的测力单元主要由预紧螺母11、测力单元上盖12、压电传感器13、预紧螺栓14和测力单元下盖15组成；压电传感器13的两端均连接双头螺柱式的预紧螺栓14；预紧螺栓14上端穿过测力单元上盖12，通过预紧螺母11固定，预紧螺栓14下端旋入测力单元下盖15的螺纹孔中；所述的测力单元定位装置3能独立完成测力单元的定位安装，由测力单元下盖定位7、定位辅助8、传感器定位9、测力单元上盖定位10和限位导向块17组成；测力单元中的压电传感器13通过传感器定位9的“V”型结构及两侧立面定位；测力单元的下盖定位7、测力单元的上盖定位10分别与测力单元下盖15、测力单元上盖12相配合，实现对测力单元上、下盖的定位；定位辅助8没有定位作用，仅用于保证测力单元下盖定位7和测力单元上盖定位10的间距；限位导向块17设置于定位辅助8的上端，且开有通孔，压电传感器13的输出导线经过通孔引出，用于输出检测的所加力值，整个测力单元定位装置3形成一个圆柱体，便于装入定位套筒4；所述的定位套筒4为圆筒结构，其内圆与测力单元定位装置3外圆相配合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自预紧式压电三维测力单元的装配装置，其特征在于，所述的自预紧式压电三维测力单元的装配装置包括双源液压缸(1)、推力装置(2)、测力单元定位装置(3)、定位套筒(4)、挡板(5)和底板(6)；所述的双源液压缸(1)的前端共使用两个液压源，上端液压源用于供压，下端液压源用于保压，确保装配时提供足够、稳定的压力；推力装置(2)和测力单元定位装置(3)装配入定位套筒(4)中，推力装置(2)将力传递到测力单元定位装置(3)上，测力单元定位装置(3)内的压电传感器(13)实现力的检测；双源液压缸(1)的活塞杆接触推力装置(2)，向推力装置(2)施加所需的预紧力；推力装置(2)用于力的传递，由双源液压缸(1)传递至测力单元，并由定位套筒(4)导向，保证施力方向的准确性；待装配的测力单元主要由预紧螺母(11)、测力单元上盖(12)、压电传感器(13)、预紧螺栓(14)和测力单元下盖(15)组成；压电传感器(13)的两端均连接双头螺柱式的预紧螺栓(14)；预紧螺栓(14)上端穿过测力单元上盖(12)，通过预紧螺母(11)固定，预紧螺栓(14)下端旋入测力单元下盖(15)的螺纹孔中；所述的测力单元定位装置(3)能独立完成测力单元的定位安装，由测力单元下盖定位(7)、定位辅助(8)、传感器定位(9)、测力单元上盖定位(10)和限位导向块(17)组成；测力单元中的压电传感器(13)通过传感器定位(9)的“V”型结构及两侧立面定位；测力单元下盖定位(7)、测力单元上盖定位(10)分别与测力单元下盖(15)、测力单元上盖(12)相配合，实现对测力单元上、下盖的定位；定位辅助(8)没有定位作用，仅用于保证测力单元下盖定位(7)和测力单元上盖定位(10)的间距；限位导向块(17)设置于定位辅助(8)的上端，且开有通孔，压电传感器(13)的输出导线经过通孔引出，用于输出检测的所加力值，整个测力单元定位装置(3)形成一个圆柱体，便于装入定位套筒(4)；所述的定位套筒(4)为圆筒结构，其内圆与测力单元定位装置(3)外圆相配合，对测力单元定位装置(3)、推力装置(2)限位，定位套筒(4)与挡板(5)、底板(6)固接；所述挡板(5)固定于底板(6)上，用于尾端支撑，挡板(5)中间部位设置通孔，测力单元的预紧螺母(11)通过该通孔旋入实现固定。...

【技术特征摘要】
1.一种自预紧式压电三维测力单元的装配装置，其特征在于，所述的自预紧式压电三维测力单元的装配装置包括双源液压缸(1)、推力装置(2)、测力单元定位装置(3)、定位套筒(4)、挡板(5)和底板(6)；所述的双源液压缸(1)的前端共使用两个液压源，上端液压源用于供压，下端液压源用于保压，确保装配时提供足够、稳定的压力；推力装置(2)和测力单元定位装置(3)装配入定位套筒(4)中，推力装置(2)将力传递到测力单元定位装置(3)上，测力单元定位装置(3)内的压电传感器(13)实现力的检测；双源液压缸(1)的活塞杆接触推力装置(2)，向推力装置(2)施加所需的预紧力；推力装置(2)用于力的传递，由双源液压缸(1)传递至测力单元，并由定位套筒(4)导向，保证施力方向的准确性；待装配的测力单元主要由预紧螺母(11)、测力单元上盖(12)、压电传感器(13)、预紧螺栓(14)和测力单元下盖(15)组成；压电传感器(13)的两端均连接双头螺柱式的预紧螺栓(14)；预紧螺栓(14)上端穿过测力单元上盖(12)，通过预紧螺母(11)固定，预紧螺栓(14)下端旋入测力单元下盖(15)的螺纹孔中；所述的测力单元定位装置(3)能独立完成测力单元的定位安装，由测力单元下盖定位(7)、定位辅助(8)、传感器定位(9)、测力单元上盖定位(10)和限位导...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，陈以华，任宗金，邵俊，卢炜昌，贾振元，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21