[发明专利]一种压电三维测力单元的装配装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于传感测控技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的技术方案：

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；