[发明专利]轴销式单轴径向测力传感器

说明书

本发明公开了轴销式单轴径向测力传感器，包括轴销元件、弹性元件、应变片组、密封盖板、橡胶密封圈。每只轴销两端各内装一只弹性元件，每只弹性元件按要求在表面粘贴四个应变片。当轴销承受径向力，应变片产生的应变信号通过辅助电路以电信号形式输出，通过电信号就能求解出轴销的径向力。本发明解决了现有轴销传感器必须在表面开槽或者内部开孔来提高测量区域应力的难题，采用新型嵌入式弹性体作为应力放大结构，提高了轴销传感器的结构强度和信号灵敏度，降低了应变片的粘贴难度，改善了测量精度和产品互换性。

技术领域

本发明涉及一种轴销式单轴径向测力传感器，具体地说涉及到一种新型的轴销式径向测力传感器，主要应用于轴销的单轴向径向拉压力的检测。

背景技术

目前国内外常见的轴销式单轴力传感器，按照测力原理划分为：剪切应力型和弯曲正应力型，如CN105588669A、CN103063345 B、CN106347418B等轴销专利，其径向力的测量方法均需要在轴销内开盲孔或者表面开应力集中槽，目的是提高受力部位的应力，以保证应力测量的灵敏度和精度，其设计思路是依据常规轴销称重传感器的设计思想，以轴销自身作为检测的弹性体，其直接缺点是削弱了轴销自身的强度，导致过载能力差，同时在尺寸较小的轴销内部开盲孔及粘贴应变片操作难度大。在表面应力凹槽内粘贴应变片的方案又会导致应变片防护性能差或缺乏安装空间；其次，常规轴销传感器通常采用传感器专用钢，比如40CrNiMoA钢，导致材料体成本和加工成本大幅增加，而且对很多高负载轴销工况，对耐磨性能、刚度、接触位置等都有一定要求，现有轴销传感器难以满足需求。

因此，有必要开发一种安装简单方便、测试精度较高的轴销传感器。

发明内容

针对以上现有技术问题，本发明提供了一种轴销式单轴径向测力传感器，具备检测轴销径向力的功能，解决现有轴销式力传感器强度低、制作难度大等缺陷。

本发明的技术方案具体如下：

轴销式单轴径向测力传感器，包括：

销轴元件，其作为承载部件；

弹性元件，两个弹性元件相对称的安装在所述销轴元件的两端，所述弹性元件上设有应变区；

应变片组，其由多个应变片组成，每一个应变片均设置在所述应变区中；

密封盖板，两个密封盖板紧固在所述轴销元件两端，起密封及过线作用；

其中，所述弹性元件为单个平行梁结构，所述单个平行梁结构包括平行梁以及平行梁两端设有的圆柱形定位结构。

进一步，所述平行梁中的上、下表面之间具有一缝隙，该缝隙为弹性元件的定位、安装、过线起到辅助作用；平行梁中的上、下表面上各设有两个相互对应的通孔Ⅰ。

进一步，平行梁中的四个通孔Ⅰ内均粘贴有一个应变片。

进一步，所述应变片粘贴位置为平行梁中的上、下表面的轴向中心线上，粘贴方向为平行于弹性元件的轴向；应变片表面覆盖密封胶层。

进一步，平行梁上粘贴的四个应变片组成一个惠斯通全桥，平行梁中的上、下表面上的两个单轴应变片作为对角桥臂，一个惠斯通全桥测量一个径向力。

进一步，所述弹性元件轴向开有通孔Ⅱ，该通孔Ⅱ为弹性元件的定位、安装、过线起到辅助作用。

进一步，所述轴销元件的两端各开有圆柱形的盲孔，所述轴销元件的中心设有通孔Ⅲ。

进一步，所述弹性元件通过其两端的圆柱形定位结构固定在所述轴销元件两端的盲孔内，圆柱形定位结构的直径与盲孔的直径相同，盲孔的底部端面与弹性元件一侧的圆柱形定位结构的端面紧密贴合。

进一步，所述密封盖板通过多个螺栓紧固在轴销元件两端，在所述密封盖板上的圆形槽内嵌入橡胶密封圈，用以增加密封效果。