[发明专利]一种力传递保持器

说明书

本发明涉及一种力传递保持器，属于力值计量校准技术领域。包括主体传递和辅助体位移补偿；具体由刚性大的Z向主体和刚性小的X向和Y向辅助体实现；刚性大的Z向主体垂直于X向辅助体和Y向辅助体所在的平面；所述刚性小的X向辅助体和Y向辅助体互相垂直；刚性大的Z向主体的上平面和下平面均带有刚性连接螺纹，实现轴向力的传递；刚性小的X向辅助体和Y向辅助体通过去除材料的方法使X向辅助体和Y向辅助体分别在X向和Y向的刚性很小。本发明具有补偿与力传递方向空间垂直方向位移、保持力按轴线方向传递的能力，是保证多分量力校准装置等存在侧向位移的加力系统使用的准确性、可靠性和稳定性的关键器件。

技术领域

本发明涉及一种力传递保持器，具体涉及一种应用金属材料弹性原理设计的力传递保持器，属于力值计量校准技术领域。

技术背景

近些年来，多分量力测量仪器的应用和校准需求越来越多，为了解决多分量力传感器等测量仪器的校准和溯源问题，需要设计可以同时施加两个及以上方向的力和力矩分量的校准装置。校准装置与被校准传感器之间需要进行力的可靠传递才能保证校准装置的输出载荷与被校传感器感受载荷的准确一致。如果采用传统的刚性连接方式，当校准装置同时输出多个方向的力时，由于校准装置本身结构变形、被校传感器的弹性变形以及连接结构件的变形等将导致加力系统轴向与受力点之间的不垂直，从而影响校准装置输出载荷的不准确和与被校准传感器感受载荷的不一致。具体来说，刚性连接在多分量力校准装置中的应用存在以下问题：

(1)装置每个加载方向上均配套了感受轴向力的高准确度力传感器作为力值标准，此类传感器在受力轴线与其敏感轴线不重合，即受到侧向力和附加弯矩作用时会引起信号的变化，从而导致标准力值的不准确。

(2)装置的不同加载轴线之间相对位置的准确性决定了力矩分量的准确性，然而，各种变形将使力矩力臂发生变化，从而产生量值误差。

力保持器可以将“刚性连接”转化成“挠性连接”。所谓“挠性连接”，即被连接的结构件之间既有约束或传递轴向力的关系，又可以产生一定程度的相对位移，补偿被连接两个轴轴线相对偏移的能力。

力传递保持器的“挠性连接”作用，既保证了多分量力校准装置等加力系统自身各分量载荷在施加过程中的准确性，又减少了校准装置对被校准的多分量力测量仪器产生的耦合效应，提高了装置长期使用的可靠性和稳定性，增强了不同结构特点、变形特点的各类型多分量力测量仪器校准的适应性。

发明内容

本发明的目的是解决多分量力校准装置等加力系统的刚性力传递导致的力和力矩加载不准确问题，提供一种力传递保持器，该保持器具有补偿主加力系统和被校准的传感器之间在非轴线方向上的附加力作用下产生的弹性位移、保持力按轴线方向传递的挠性连接。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种力传递保持器，包括主体传递和辅助体位移补偿两部分；具体包括刚性大的Z向主体和刚性小的X向辅助体、Y向辅助体；

其中，Z向主体连接形成了X向和Y向两个方向的位移补偿器，能够补偿X向、Y向位移，保持力值沿Z向传递；Z向主体主要实现被连接件间轴向力传递的；

X向辅助体、Y向辅助体将X向、Y向的“刚性连接”变成“挠性连接”，能够补偿主加力系统和被校准的传感器之间在非轴线方向上的附加力作用下产生的弹性位移的；

其中，刚性大的Z向主体垂直于X向辅助体和Y向辅助体所在的平面；所述刚性小的X向辅助体和Y向辅助体互相垂直；

所述刚性大的Z向主体具有上平面和下平面，且上平面和下平面均带有刚性连接螺纹，实现轴向力的传递；

所述的刚性小的X向辅助体和Y向辅助体通过去除材料的方法使X向辅助体和Y向辅助体分别在X向和Y向的刚性很小；

其中，去除材料的方法，具体为：