[发明专利]一种转辙机转换力实时测量装置

权利要求书

1.一种转辙机转换力实时测量装置，其特征在于，所述的转辙机转换力实时测量装置包括转换力传感器(5)和转换力采集器(6)；

所述的转换力传感器(5)包括锥形弹性力敏模块、弹性体预紧模块和弹性体封盖模块；

所述的弹性体预紧模块包括螺纹底座(3)、旋调导杆(4)和预紧卡环(f)；所述的螺纹底座(3)上半部分的外部设有螺纹，其内部为通孔，通孔的上半部分加工为圆孔，下半部分加工为六方孔；预紧卡环(f)固定安装在螺纹底座(3)的顶部的圆孔内，螺纹底座(3)与预紧卡环(f)同轴；所述的旋调导杆(4)，从螺纹底座(3)的底部向上穿过，使其上半部分穿过螺纹底座(3)和预紧卡环(f)；旋调导杆(4)下部与螺纹底座(3)的六方孔配合，且旋调导杆(4)下部的外表面与螺纹底座(3)六方孔内壁相接触固定，使旋调导杆(4)和螺纹底座(3)固定为一体，旋调导杆(4)上部位于螺纹底座(3)外；

所述的锥形弹性力敏模块包括锥形力敏结构(2)和力敏电阻(c)；所述的锥形力敏结构(2)的材质为弹性材料，其上部为开口的圆形筒体结构，其中部为收缩的锥形筒体结构，其底部为阶梯轴结构，且上部的圆形筒体结构的直径大于螺纹底座(3)上半部分的直径，螺纹底座(3)上半部分的直径在下部的锥形筒体结构的直径最大值和最小值之间；锥形筒体结构的下部加工有一个平面，作为应变放大圆环(d)，且平面的中心设有通孔，其材料弹性模量小于100GPa，且中心通孔的尺寸大于旋调导杆(4)的直径；所述的力敏电阻(c)安装在应变放大圆环(d)上表面，力敏电阻(c)靠近应变放大圆环(d)内径，其方向垂直于应变放大圆环(d)半径；锥形力敏结构(2)底部的阶梯轴结构卡在预紧卡环(f)上，且锥形力敏结构(2)与预紧卡环(f)之间能够相互旋转；旋调导杆(4)的中部穿过锥形力敏结构(2)，旋调导杆(4)顶部位于锥形力敏结构(2)上方；

所述的弹性体封盖模块包括密封圆筒(1)；密封圆筒(1)为下端开口的筒体结构，密封圆筒(1)套装在锥形力敏结构(2)的顶部，密封保护锥形力敏结构(2)内的传感元件；密封圆筒(1)上盖的中心设有密封孔(b)，用于旋调导杆(4)的穿过和密封，旋调导杆(4)绕密封孔(b)旋转，密封孔(b)旁设有引线孔(a)，将锥形力敏结构(2)内的电缆引出并且固定线缆；

测量时，将转换力传感器(5)置于被测转辙机的动作杆中性轴处上开设的通孔内，通过转动旋调导杆(4)，使螺纹底座(3)旋入通孔的下段，直至锥形力敏结构(2)下部的锥形筒体结构的外圆锥面(e)与动作杆中性轴上的通孔中部的锥形内壁紧密贴合，其预紧扭矩不小于3N·m；

所述的转换力采集器(6)包括采集电路与接口；所述的接口包括传感器接口和输出接口，通过接口将整个装置电路连通；所述的采集电路包括供电模块(g)、测量模块(h)、放大模块(i)、数据处理模块(j)和信号输出模块(k)；所述的测量模块(h)、放大模块(i)、数据处理模块(j)和信号输出模块(k)依次串联，供电模块(g)为四个模块供电；力敏电阻(c)通过电缆和传感器接口与测量模块(h)连接，测量模块(h)完成对转换力传感器(5)的采集并输出电压信号，电压信号经过放大模块(i)放大后接入数据处理模块(j)，对初始信号进行清零，并标定输出信号与拉压力的对应关系，最后信号输出模块(k)通过输出接口与外部的电压表或上位机连接，将电压信号输出，得到被测转辙机的转换力。