直筒T型维间解耦二维无线无源传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种直筒T型维间解耦二维无线无源传感器，其包括：弯矩承力接头、上部固定板、第一弯矩固定元件、上部第一球元件固定体、上部弯矩活动球、上部第二球元件固定体、弯矩检测元件、上部支撑套筒、第二弯矩固定元件、中部弯矩固定板、下部支撑套筒、轴向力检测元件、下部承力接头、下部带孔铜珠和上部带孔铜珠。本发明专利技术的直筒T型维间解耦二维无线无源传感器，能够同时检测出耦合力中的弯曲力分量和拉压力分量，即对耦合力进行结构解耦；而且不需要连入供电线路或通过有线接口采集数据；应用在机床、生物以及医学领域，可大大减少传感器输出数据时需要繁多的有线传输的问题，也大大促进了信息传递的简易性。促进了信息传递的简易性。促进了信息传递的简易性。

【技术实现步骤摘要】
直筒T型维间解耦二维无线无源传感器


[0001]本专利技术涉及一种直筒T型维间解耦二维无线无源传感器，属于传感器


技术介绍

[0002]传感器通常由敏感元件和弹性元件组成。多维力传感器是一种可以同时检测二个方向及以上力和力矩信息的测力传感器，广泛应用于机器人、工业制造、医疗卫生以及生物工程等领域。
[0003]现阶段的二维乃至多维力传感器主要分为电阻应变式、压电式、电容式力传感器，其结构简单、灵敏且精度较高。传感器的构造是在一定形状的弹性元件上粘贴或用其他方法安装应变敏感元件。当力作用在传感器上时，传感器内的弹性元件发生变形，同时安装在其上面的应变敏感元件也发生变形，应变敏感元件的阻值随之变化，接着由变换电路将阻值变化变换成电压变化输出，由此可以根据电压变化量来确定力的大小。
[0004]但是就现有的技术而言，对于当传感器同时承受弯曲应力以及拉压应力的情况时，现在的解决方法往往是通过将应变片组成桥路进行补偿以及解耦，在机械结构上并不具备实现弯曲应力以及拉压应力的解耦能力。
[0005]现有二维/多维传感器，由于其本身的结构特性，要求必须使用导线实时监测电压变化，即使使用无线电进行信息传递，但是其电池所含容量有限，故无法实现无线无源的长期动态监测信号变化。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是提供一种直筒T型维间解耦二维无线无源传感器，其解决了上述技术问题中的至少一个。
[0007]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种直筒T型维间解耦二维无线无源传感器，其包括：弯矩承力接头、上部固定板、第一弯矩固定元件、上部第一球元件固定体、上部弯矩活动球、上部第二球元件固定体、弯矩检测元件、上部支撑套筒、第二弯矩固定元件、中部弯矩固定板、下部支撑套筒、轴向力检测元件、下部承力接头、下部带孔铜珠和上部带孔铜珠；
[0008]所述弯矩承力接头可滑动地设置于所述第一弯矩固定元件的中心孔内，并且所述第一弯矩固定元件限制所述弯矩承力接头的转动；
[0009]所述上部第一球元件固定体沿轴线开设有中心通孔，所述上部第一球元件固定体的下表面开设有上球窝，并使得所述上球窝与所述中心通孔连通，所述上部第二球元件固定体固定于所述上部第一球元件固定体，并且，所述上部第二球元件固定体的上表面开设有下球窝，所述上部第二球元件固定体的下球窝和所述上部第一球元件固定体的上球窝共同形成容纳所述上部弯矩活动球的容置空间，并使得所述上部弯矩活动球被设置于所述容置空间内，所述弯矩承力接头的下端穿过所述中心通孔，固定于所述上部弯矩活动球；
[0010]所述上部第二球元件固定体的下端固定有轴向力检测元件的上端，所述轴向力检
测元件的下端固定于所述下部承力接头；所述轴向力检测元件上粘贴有磁致伸缩材料；
[0011]所述下部支撑套筒的下端固定于所述下部承力接头，所述下部支撑套筒的上端固定有中部弯矩固定板；
[0012]所述上部支撑套筒的下端固定于所述中部弯矩固定板的上表面上，所述上部支撑套筒的上端固定有上部固定板；
[0013]所述上部固定板沿所述上部固定板轴线开设有中心孔，所述上部固定板的中心孔的轴心线与所述弯矩承力接头的轴心线重合；所述上部固定板的中心孔的直径大于所述弯矩承力接头上端的直径；
[0014]所述弯矩检测元件设置为至少三个，所述弯矩检测元件包括依次连接的上螺纹段、上固定部、检测部、下固定部和下螺纹段，其中，所述上固定部和下固定部为圆柱状，所述检测部为平板状；并且在所述检测部上粘贴有磁致伸缩材料；
[0015]所述第一弯矩固定元件上开设有第一通孔，所述第一通孔的直径大于所述弯矩检测元件的上螺纹段的直径，并小于上固定部的直径，所述上螺纹段设置有螺母，并使得所述第一弯矩固定元件设置于所述弯矩检测元件的上固定部和螺母之间；
[0016]所述上部固定板上开设有通孔，所述上部固定板的通孔形成为倒角，所述弯矩检测元件的上螺纹段穿过所述上部固定板的通孔，并且所述上螺纹段位于所述上部固定板上方的部分设置有上部带孔铜珠，所述上部带孔铜珠设置于所述上部固定板的通孔的倒角内；
[0017]所述中部弯矩固定板的中心开设有中心孔，所述上部第二球元件固定体可滑动地设置于所述中部弯矩固定板的中心孔内；
[0018]所述第二弯矩固定元件设置于所述中部弯矩固定板上，所述第二弯矩固定元件的中部开设有中心孔，所述上部第二球元件固定体可滑动地设置于所述第二弯矩固定元件的中心孔内；
[0019]所述第二弯矩固定元件上开设有通孔，所述第二弯矩固定元件的通孔直径大于所述弯矩检测元件的下螺纹段的直径，并小于所述下固定部的直径；
[0020]所述中部弯矩固定板上开设有通孔，所述中部弯矩固定板的通孔的直径大于所述弯矩检测元件的下螺纹段的直径，所述中部弯矩固定板的通孔的下端形成为倒角状，所述弯矩检测元件的下螺纹段穿过所述第二弯矩固定元件的通孔和中部弯矩固定板的通孔，所述弯矩检测元件的下螺纹段位于所述中部弯矩固定板下部的部分设置有下部带孔铜珠，并使得所述下部带孔铜珠位于所述中部弯矩固定板的通孔的倒角内。
[0021]可选的，所述弯矩承力接头包括圆盘部，以及设置于所述圆盘部下表面的第一凸块和形成于所述第一凸块下端的螺杆，所述第一弯矩固定元件的中心通孔与所述第一凸块配合。
[0022]可选的，所述第一凸块的横截面和所述第一弯矩固定元件的中心孔的横截面均为带圆角的矩形。
[0023]可选的，所述圆盘部、第一凸块和螺杆的轴心线在同一直线上。
[0024]可选的，所述轴向力检测元件的中部部分比所述轴向力检测元件的上端和下端更薄，所述轴向力检测元件的中部部分上粘贴有磁致伸缩材料。
[0025]可选的，所述上部第一球元件固定体的中心通孔的直径大于所述弯矩承力接头的
下端的直径。
[0026]可选的，所述下部支撑套筒的材料为亚克力。
[0027]可选的，所述上部支撑套筒的材料为亚克力。
[0028]可选的，所述弯矩检测元件的数量为四个。
[0029]可选的，所述上部弯矩活动球与所述上部第一球元件固定体和所述上部第二球元件固定体间隙配合。
[0030]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的直筒T型维间解耦二维无线无源传感器，能够同时检测出耦合力中的弯曲力分量和拉压力分量，即对耦合力进行结构解耦；而且不需要连入供电线路或通过有线接口采集数据；应用在机床、生物以及医学领域，可大大减少传感器输出数据时需要繁多的有线传输的问题，也大大促进了信息传递的简易性。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的直筒T型维间解耦二维无线无源传感器立体结构示意图。
[0032]图2是本专利技术的直筒T型维间解耦二维无线无源传感器立体结构剖视图。
[0033]图3是本专利技术的直筒T型维间解耦二维无线无源传感器的立体结构四分之一剖视图。
[0034]图4是本专利技术的直筒T型维间解耦二维无线无源传感器的立体结构零件拆解图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直筒T型维间解耦二维无线无源传感器，其特征在于，包括：弯矩承力接头、上部固定板、第一弯矩固定元件、上部第一球元件固定体、上部弯矩活动球、上部第二球元件固定体、弯矩检测元件、上部支撑套筒、第二弯矩固定元件、中部弯矩固定板、下部支撑套筒、轴向力检测元件、下部承力接头、下部带孔铜珠和上部带孔铜珠；所述弯矩承力接头可滑动地设置于所述第一弯矩固定元件的中心孔内，并且所述第一弯矩固定元件限制所述弯矩承力接头的转动；所述上部第一球元件固定体沿轴线开设有中心通孔，所述上部第一球元件固定体的下表面开设有上球窝，并使得所述上球窝与所述中心通孔连通，所述上部第二球元件固定体固定于所述上部第一球元件固定体，并且，所述上部第二球元件固定体的上表面开设有下球窝，所述上部第二球元件固定体的下球窝和所述上部第一球元件固定体的上球窝共同形成容纳所述上部弯矩活动球的容置空间，并使得所述上部弯矩活动球被设置于所述容置空间内，所述弯矩承力接头的下端穿过所述中心通孔，固定于所述上部弯矩活动球；所述上部第二球元件固定体的下端固定有轴向力检测元件的上端，所述轴向力检测元件的下端固定于所述下部承力接头；所述轴向力检测元件上粘贴有磁致伸缩材料；所述下部支撑套筒的下端固定于所述下部承力接头，所述下部支撑套筒的上端固定有中部弯矩固定板；所述上部支撑套筒的下端固定于所述中部弯矩固定板的上表面上，所述上部支撑套筒的上端固定有上部固定板；所述上部固定板沿所述上部固定板轴线开设有中心孔，所述上部固定板的中心孔的轴心线与所述弯矩承力接头的轴心线重合；所述上部固定板的中心孔的直径大于所述弯矩承力接头上端的直径；所述弯矩检测元件设置为至少三个，所述弯矩检测元件包括依次连接的上螺纹段、上固定部、检测部、下固定部和下螺纹段，其中，所述上固定部和下固定部为圆柱状，所述检测部为平板状；并且在所述检测部上粘贴有磁致伸缩材料；所述第一弯矩固定元件上开设有第一通孔，所述第一通孔的直径大于所述弯矩检测元件的上螺纹段的直径，并小于上固定部的直径，所述上螺纹段设置有螺母，并使得所述第一弯矩固定元件设置于所述弯矩检测元件的上固定部和螺母之间；所述上部固定板上开设有通孔，所述上部固定板的通孔形成为倒角，所述弯矩检测元件的上螺纹段穿过所述上部固定板的通孔，并且所述上螺纹段位于所述上部固定板上方的部分设置有上部带孔铜珠，所述上部带孔铜珠设置于所述上部固定板的通孔的倒角内；所述中部弯矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：任立敏，王宽宽，谭益松，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：