CN108120531A - 测力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测力传感器，其包括第一端部、第二端部、平行导向机构、梁以及应变片。平行导向机构用于将第一端部和第二端部连接到一起。梁包括主梁、将主梁连接到第一端部的第一连接部以及将主梁连接到第二端部的第二连接部。主梁包括与第一连接部相连的挠性壁以及与第二连接部相连的刚性壁。应变片固定于挠性壁。本发明的测力传感器可以用于测量较小的容量。

Description

测力传感器
技术领域
本发明涉及一种测力传感器，尤其是一种应变片式测力传感器。
背景技术
美国专利公告第US4488611A号专利公开了一种测力传感器，其包括第一端部、第二端部以及将第一端部和第二端部连接到一起的梁。所述梁包括主梁、将主梁与第一端部连接到一起的第一连接部以及将主梁与第二端部连接到一起的第二连接部。所述主梁设有圆柱形的型腔以及均匀分布的挠性壁。所述测量传感器还包括贴于挠性壁且置于型腔内的应变片。由于挠性壁是均匀分布，导致应力不集中，所以在测量时，很难做到小的容量。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以测量较小容量的测力传感器。
根据本发明的一个方面，提供一种测力传感器，其包括第一端部、第二端部、平行导向机构、梁以及应变片。平行导向机构用于将第一端部和第二端部连接到一起。梁包括主梁、将主梁连接到第一端部的第一连接部以及将主梁连接到第二端部的第二连接部。主梁包括与第一连接部相连的挠性壁以及与第二连接部相连的刚性壁。应变片固定于挠性壁。
优选地，所述主梁上设有型腔，所述应变片置于型腔内，所述测力传感器还包括焊接密封型腔的盖板。
优选地，所述挠性壁的外侧设有与第一连接部相连接的凸部，在凸部和第一连接部相交的地方设有两个凹槽。
优选地，所述挠性壁为主梁向外凹陷形成。
优选地，所述应变片置于第一连接部与挠性壁相交处的上方和/或下方。
优选地，所述第一连接部为刚性梁，所述第二连接部为挠性梁。
优选地，所述第二连接部包括水平延伸部，所述第二连接部上的挠性连接部位于第二连接部的水平延伸部上。
优选地，所述第二连接部包括水平延伸部和竖直延伸部，所述第二连接部上的挠性连接部位于第二连接部的竖直延伸部上。
优选地，所述第一端部为固定部，所述第二端部为受力部。
优选地，所述应变片置于靠近第一连接部与挠性壁相交处的区域。
本发明提供的测力传感器通过应变片固定于靠近挠性壁与第一连接部相交的区域，使的当测力传感器受力时，可以很好地测量出应力的变化，可以测量出较小的力。
附图说明
包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
图1为本发明的测力传感器的立体图。
图2为本发明的去掉盖板的测力传感器的立体图。
图3为本发明的测力传感器的剖视图。
图4为本发明的测力传感器的另一实施例的立体图。
图5为图4的测力传感器去掉盖板的立体图。
图6为图5的测力传感器另一角度的立体图。
图7为图5的测力传感器的截面图。
图8为图5的测力传感器的剖视图。
具体实施方式
参见图1至图3所示，一种测力传感器，其包括第一端部1、第二端部2以及用于将第一端部1和第二端部2连接到一起的平行导向机构3。测力传感器还包括梁4以及应变片5。梁4包括主梁43、将主梁43连接到第一端部1的第一连接部41以及将主梁43连接到第二端部2的第二连接部42。主梁43包括与第一连接部41相连的挠性壁435以及与第二连接部42相连的刚性壁432。测力传感器还包括固定于挠性壁435的应变片5。
在优选的实施方式中，应变片5置于靠近挠性壁435与第一连接部41相交处的区域。因为挠性壁435与第一连接部41靠近的区域应力较为集中，所以在应用中，该设计可以用于测量较小的重量。在优选的实施方式中，应变片5贴在第一连接部41与挠性壁435相交处的相邻区域。
主梁43上设有型腔431，应变片5置于型腔431内。测力传感器还包括用于密封型腔431的盖板6。通过该设置，使应变片5与外界隔离，可以避免应变片5受到外界湿气、潮气的影响。为了便于安装，挠性壁435的安装面为平面。该安装面在一个竖直面上。在其它实施方式中，挠性壁435的安装面也可以设置成曲面。
为了便于描述，将本发明附图的摆放方向定为上、下、左、右四个方向。在本实施例中，主梁43包括上壁434、下壁433、左壁435和右壁432。型腔431置于上壁434、下壁433、左壁435和右壁432之间。其中，左壁435设置为挠性壁。挠性壁435与第一连接部41相连。应变片5贴在挠性壁435上，应变片5可以仅位于第一连接部41与挠性壁435相交处的上方或者下方，也可以置于第一连接部41与挠性壁435相交处的上方和下方。
主梁43上还设有自挠性壁435向内延伸(即向型腔431方向)的边缘436。盖板6固定在边缘436上。挠性壁435可以通过如下方式加工形成：1，先在主梁43上加工出型腔431；2，接着将刀置于型腔431内，打磨与第一连接部41相连接的壁至一定厚度后形成挠性壁。
第一端部1与第一连接部431为刚性连接，第一连接部431通过挠性壁435与主梁43为挠性连接。第二端部2通过第二连接部42与主梁43为挠性连接。
第二连接部42包括水平延伸部421，第二连接部42上的挠性连接部位于第二连接部42的水平延伸部421上。
固定部1上设有收容槽8，测力传感器还包括将收容槽8和型腔431连通且穿过第一连接部41的孔9。测力传感器还设有与收容槽8内的电子元件电连接的线缆7。收容槽8内的电子元件与应变片5信号连接。在本实施方式中，第一端部1为固定部，第二端部2为受力部。在其它实施方式中，第一端部1也可以为受力部，第二端部2为固定部。
在使用时，收容槽8内放有电子元件。若是电子元件发热，传感器上会产生温度梯度。由于应变片5贴在型腔431同一侧的壁上，所以应变片5上的温度差较小，故而，应变片5受温度的影响较小。
在安装测力传感器时，固定部和受力部均需要安装螺丝，进而导致固定部和受力部中会有应力变化。将应变片5安装在主梁43上，可以减小应变片5受到螺丝的影响。
图4至图8为本发明的第二实施例，与第一实施例不同的是，第二连接部42包括水平延伸部421和与水平延伸部421相连的竖直延伸部422，第二连接部42上的挠性连接部(应力灵敏区)位于第二连接部42的竖直延伸部422上。在本实施方式中，该挠性连接部位于第二连接部42的上方和下方。
在左壁(挠性壁)435的外侧设有一凸部437，凸部437和第一连接部41相交的地方设有两个凹槽4371，通过设置凹槽4371，使凹槽4371处有较好的应力集中。将应变片5贴在凹槽4371的对应处，可以较好地测量出传感器所受的力。凹槽4371向第一连接部41和挠性壁435凹陷。通过调整凹槽4371的大小和位置，可以调整凹槽4371处挠性壁的应力灵敏度。为了获取更好的力学性能，在凹槽4371的外侧还设有两个凹槽4372。通过在凸部437处设置凹槽4371，可以将本实施例中的挠性壁435的厚度做成大于第一实施例中的挠性壁的厚度。
在本发明的第一实施例和第二实施例中，挠性壁435的加工方法是一样的。在优选的实施例总，第一端部1、第二端部2、梁4和平行导向机构3是一体式结构。
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (10)

1.一种测力传感器，其包括：
第一端部(1)；
第二端部(2)；
平行导向机构(3)，所述平行导向机构(3)用于将第一端部(1)和第二端部(2)连接到一起；
梁(4)，所述梁(4)包括主梁(43)、将主梁(43)连接到第一端部(1)的第一连接部(41)以及将主梁(43)连接到第二端部(2)的第二连接部(42)，所述主梁(43)包括与第一连接部(41)相连的挠性壁(435)以及与第二连接部(42)相连的刚性壁(432)；
应变片(5)，所述应变片(5)固定于挠性壁(435)。
2.如权利要求1所述的测力传感器，其特征在于，所述主梁(43)上设有型腔(431)，所述应变片(5)置于型腔(431)内，所述测力传感器还包括焊接密封型腔(431)的盖板(6)。
3.如权利要求1所述的测力传感器，其特征在于，所述挠性壁(435)的外侧设有与第一连接部(41)相连接的凸部(437)，在凸部(437)和第一连接部(41)相交的地方设有两个凹槽(4371)。
4.如权利要求1所述的测力传感器，其特征在于，所述挠性壁(435)为主梁(43)向外凹陷形成。
5.如权利要求1所述的测力传感器，其特征在于，所述应变片(5)置于第一连接部(41)与挠性壁(435)相交处的上方和/或下方。
6.如权利要求1所述的测力传感器，其特征在于，所述第一连接部(41)为刚性梁，所述第二连接部(42)为挠性梁。
7.如权利要求6所述的测力传感器，其特征在于，所述第二连接部(42)包括水平延伸部(421)，所述第二连接部(42)上的挠性连接部位于第二连接部(42)的水平延伸部(421)上。
8.如权利要求6所述的测力传感器，其特征在于，所述第二连接部(42)包括水平延伸部(421)和竖直延伸部(422)，所述第二连接部(42)上的挠性连接部位于第二连接部的竖直延伸部(422)上。
9.如权利要求1所述的测力传感器，其特征在于，所述第一端部(1)为固定部，所述第二端部(2)为受力部。
10.如权利要求1所述的测力传感器，其特征在于，所述应变片(5)置于靠近第一连接部(41)与挠性壁(435)相交处的区域。
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