[发明专利]差动式垂直微力测量装置的测量方法

摘要

本发明公开了一种差动式垂直微力测量装置的测量方法，其特征是所述差动式垂直微力测量装置设置为：在水平放置的一级杠杆的中部设置一级支点，以一级支点为中心，在同一竖直平面内，一对二级杠杆对称分处在一级支点的两侧，并在各自一侧通过一级过渡杆与一级杠杆联结，一对二级杠杆还分别通过二级过渡杆与各自一侧的三级杠杆相联结，本发明可以为微小力值的测力系统提供支持。

主权项

一种差动式垂直微力测量装置的测量方法，其特征是：设置差动式垂直微力测量装置为：在水平放置的一级杠杆（1）的中部设置一级支点（2），以所述一级支点(2)为中心，在同一竖直平面内，一对二级杠杆（3）对称分处在一级支点(2)的两侧，并在各自一侧通过一级过渡杆（5）与一级杠杆(1)联结，所述一对二级杠杆(3)还分别通过二级过渡杆(6)与各自一侧的三级杠杆(4)相联结； 所述一级杠杆(1)的一端沿水平方向经延伸段（18）形成为自由端（7），以所述自由端(7)为被测量微力F1的输入端，所述一级杠杆(1)的非自由端在杆侧部通过一级柔性铰链（8）连接在一级过渡杆(5)的底端；所述一级过渡杆(5)的顶端通过二级柔性铰链（9）连接在二级杠杆(3)的杆内端侧部；所述二级杠杆(3)呈水平放置，二级支点（10）位于二级杠杆(3)的杆外端侧部，在所述二级支点(10)和二级杠杆(3)的杆内端之间设置三级柔性铰链（11）将二级杠杆(3)连接在二级过渡杆(6)的底端；所述二级过渡杆(6)的顶端通过四级柔性铰链（12）连接在三级杠杆(4)的杆外端侧部；所述三级杠杆(4)呈水平放置，三级杠杆(4)的杆内端为输出端（13），所述输出端(13)与力传感器（14）接触，三级支点（15）设置在三级杠杆(4)的中部，所述三级支点(15)位于纵向轨道（16）中，并可以由驱动装置（17）驱动在纵向轨道(16)中上下移动；在所述一级过渡杆(5)的中部通过固联的一级悬臂(5a)设置一级过渡杆配重块（5b），使一级过渡杆(5)的重心调整到一级柔性铰链(8)所在位置处；在所述一级杠杆(1)的非自由端设置一级杠杆配重块（1a），使一级杠杆(1)及其延伸段（18）、一级过渡杆(5)、一级悬臂(5a)及一级过渡杆配重块(1b)共同的重心调整到一级支点(2)的位置上；在所述二级过渡杆(6)的中部通过固联的二级悬臂（6a）设置二级过渡杆配重块（6b），使二级过渡杆(6)的重心调整到三级柔性铰链(11)所在位置处；在所述二级杠杆(3)的杆外端处设置二级杠杆配重块(3a)，使所述二级杠杆(3)、二级过渡杆(6)、二级悬臂(6a)及二级过渡杆配重块(6b)共同的重心调整到二级支点(10)的位置处；在所述三级杠杆(4)的三级支点(15)与输出端(13)之间的位置设置三级杠杆配重块(4a)，使所述三级杠杆(4)的重心调整到三级支点(15)所在位置处；所述差动式垂直微力测量装置的测量方法是按以下方式实现差动测量：定义一级杠杆的输入端所加载的力为0时，各杠杆所在的位置为初始位置；在所述一级杠杆的输入端加载需要测量的垂直方向的微力F1,各杆件产生偏移，其中一对三级杠杆绕着各自的三级支点产生相反的倾斜，在一对三级杠杆的输出端产生相反的位 移，根据被测量的微力F1的大小和方向，以驱动装置驱动所述一对三级支点沿纵向轨道作出相应的上下移动，直至一对四级柔性铰链恢复到初始位置，从而使除三级杠杆以外的其它各级杠杆及过渡杠杆也恢复到相应的初始位置，而一对三级杠杆的输出端的相对位移进一步加大，通过一对输出端产生的相对位移，将力传递到力传感器上，实现力的测量。