CN204214579U - 一种夹持力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种夹持力测量装置，包括两根可以垂直***夹台内部的探头；一力传感器，水平方向放置，并且一端与一根探头垂直连接，连接点为该探头未***夹台内的一端；一直线位移装置，分别与力传感器的另一端以及另一根探头未***夹台内的一端连接，使两根探头向夹台内的有弹性物靠近，然后接触，直到外边缘之间的距离等于夹持棒状物体的直径为止；力传感信号处理器对力传感器的输出信号进行处理并显示。本实用新型不需要严格对齐，***深度对测量没有影响；同时标定较为容易，精度大大提高，并且其变形也不会影响测量精度；此外，测量时不会造成夹台以及探头的磨损；最后通过直线位移装置的移动来实现的，可以使用不同规格的夹台。

Description

一种夹持力测量装置

技术领域

本实用新型属于弹力测量技术领域，更为具体地讲，涉及一种夹持力测量装置。

背景技术

如图1所示，为了固定棒状物体1，常采用内部带有弹性物如弹性片、弹簧201等的夹台2，将棒状物体通过夹紧方式固定。在某些具体应用场合，需要大量测量夹台2内部弹性物201的夹持力，以确保在棒状物体1***后，可以因夹紧力固定住、不滑落，且不会因为夹持力过大而损坏棒状物体1。

为测量夹台内部弹性物的弹力即夹持力，现有的测量方式是通过制作一根特殊的棒状物体即测量棒，该测试棒与实际应用中被夹持的棒状物体直径相同。在测量棒上，弹性物顶紧位置处安装力检测传感器(力检测传感器是通过粘贴应变片，根据应变片形变标定后测力)。在测量时，人工手动将安装有力检测传感器的测量棒***夹台内，在确保***深度固定即弹性物顶紧力检测传感器时，记录根据力检测传感器测量到的夹持力读数，从而完成进行夹持力的测量。

现有技术的上述测量方式，存在一些缺点：

1、测量精度差

a)、测量结果受测量棒***深度影响明显，在人工操作下，并不能保证力检测传感器与弹性物严格对齐；

b)、力检测传感器为定制的力传感器，因安装空间相对较小，力检测传感器的标定存在困难，导致力检测传感器本身精度较低，标定后仍难以达到1％精度；

c)、因力检测传感器直接安装于测量棒上，在受力变形时，通过棒的直径变化来测力，而棒的直径变化后无法模拟真实情况，故存在固有测量偏差。

2)、测量时会损伤被测物即夹台内部的弹性物，因安装有力检测传感器的棒状物体即测量棒与真实的棒状物体直径一致，故在***夹台内的过程中，会磨损夹台内部的弹性物。

3)、需要经常维护，使用寿命短:安装有力检测传感器的棒状物体即测量棒会因为摩擦而产生变形等损伤，长期使用需要及时维护。

4)、灵活性差：安装有力检测传感器的棒状物体即测量棒的结构固定，无法适应不同规格的夹台，不同规格的夹台需要不同的测量棒。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有夹持力测量方式的不足，提供一种夹持力测量装置，以提高测量精度和灵活性，同时不会造成夹台内部的弹性物的磨损以及装置本身的损伤。

为实现以上目的，本实用新型夹持力测量装置，包括：一力传感信号处理器，其特征在于，还包括：

两根可以垂直***夹台内部的探头；

一力传感器，水平方向放置，并且一端与一根探头垂直连接，连接点为该探头未***夹台内的一端；

一直线位移装置，分别与力传感器的另一端以及另一根探头未***夹台内的一端连接，使两根探头水平方向相互分离，并向夹台内的有弹性物靠近，然后接触，最后直到两根探头***夹台内的部分的外边缘之间的距离等于夹持棒状物体的直径为止，此时，弹性物施加到探头上的夹持力大小等于力传感器的受力大小；

力传感信号处理器与力传感器的输出信号连接，对力传感器的输出信号进行处理并显示。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型夹持力测量装置，通过垂直***夹台内部的两根探头，在直线位移装置的作用下相互水平分离、靠近夹台内的弹性物并接触，直到两根探头***夹台内的部分的外边缘之间的距离等于夹持棒状物体的直径为止，这样连接在探头和直线位移装置直接的力传感器的受力大小等于弹性物施加到探头上的夹持力大小，从而将夹持力水平位移到夹台外部进行测量。

由于探头***夹台内部超过弹性物即可，不需要严格对齐，***深度对测量没有影响；同时力传感器在夹台外部，其安装空间较大，有较大的应变范围，标定较为容易，精度大大提高，并且其变形也不会影响测量精度。此外，测量时是探头事先***夹台，然后靠近接触的，因此不会造成夹台以及探头的磨损(测量完毕后，直线位移装置反向移动即可)。最后本实用新型通过直线位移装置的移动来实现的，可以使用不同规格的夹台。

附图说明

图1是夹台固定棒状物体的结构示意图；

图2是本实用新型夹持力测量装置一种具体实施方式主视图；

图3是图1所示夹持力测量装置探头紧缩状态结构图；

图4是图1所示夹持力测量装置探头张开状态结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本实用新型。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本实用新型的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

在本实施例中，如图2-4所示，本实用新型夹持力测量装置包括一力传感信号处理器3、两根可以垂直***夹台2内部的探头401、402、力传感器5、直线位移装置6，在本实施例中，还包括一底座7。

探头401、402测量时，垂直***如图1所示的夹台2内部，力传感器5水平方向放置，一端A与一根探头即右探头402垂直连接，连接点为该探头402未***夹台2内的一端。

直线位移装置6分别与力传感器5的另一端B以及另一根探头(左探头)401未***夹台内的一端连接。在本实施例中，另一根探头401通过螺钉等方式固定于底座7的左端，直线位移装置6位于底座7的右端，直线位移装置6左侧依次为力传感器5、探头(右探头)402，这样，在测量时，直线位移装置沿底座7向右侧移动时，拉动力传感器5向右移动，带动探头402向右移动，从而使两根探头即左右探头401、402水平方向相互分离，并向夹台2内的弹性物201靠近，然后接触，最后直到两根探头401、402***夹台2内的部分的外边缘之间的距离等于夹持棒状物体1的直径为止，此时，弹性物201施加到探头401、402上的夹持力大小等于力传感器5的受力大小。

力传感信号处理器3与力传感器5的输出信号连接，对力传感器的输出信号进行处理并显示。

在本实施例中，探头即右探头402固定在滑块即左滑块902上。在底座右探头402移动范围内安装一滑轨即左滑块901，左滑块902固定在左滑轨901内，并可以左右移动。这样可以保持右探头402上下不产生位移，使夹持力有效传递至力传感器5。

左滑块902通过左旋转固定轴801连接至力传感器5，同样的，然后再通过右旋转轴固定轴802连接到直线位移装置6的滑块即右滑块602上。在本实施例中，左右旋转固定轴801、802可以有效消除非直线方向的力，降低装配要求的同时有效提高了***测量精度。

在本实施例中，直线位移装置6包括右滑轨601、右滑块602以及手动旋转轮603。旋动手动旋转轮603，拉动右滑块602向右移动，从而带动右旋转固定轴802、力传感器5、左旋转固定轴801、左滑块902向右侧移动，最终带动右探头402向右移动。这样，通过摩擦力非常小的传动装置即滑轨滑块，带动探头402向右侧移动，与另一根探头401分离，实现了使两根探头401、402水平方向相互分离的作用。

在具体实施过程中，如果采用全自动测量，可使用直线电机等驱动方式代替本实施例中的手动旋转轮603。

在具体实施过程中，也可以采用探头402和另一根探头401同时张开和同时缩紧的结构，其作用和效果与本实施例等同。

探头402和另一根探头401紧缩状态和张开状态如图3、4所示。紧缩状态可以***夹台2内，张开状态为测量时的状态，其张开程度不同，可以测量不同规格即直径的夹台。

如图2所示，当探头401、402在夹台2内张开过程中，会受到弹簧物201如弹簧、弹性片的弹力即夹持力F1的作用，如果忽略传动过程中的摩擦力，则力传感器5上的拉力F2大小等于夹持力F1，拉力F2通过力传感器5检测后，通过力传感信号处理器3处理并显示，通过本实用新型可以测得夹持力F1的大小。

在实际应用中，由于传动过程所引入的摩擦力非常小，通常可以忽略，在一些精度要求极高的场合，可以通过标定的方式进行补偿。具体方法是对两根探头401、402施加已知大小的夹持力F1，此时夹持力F1和拉力F2的差值即为摩擦力大小。

在本实施例中，本实用新型夹持力测量装置还包括一直线位移传感器10，可以是电阻式、光栅式等传感器，目的是测量探头(左)401、和探头(右)402的张开距离。在一些固定张开距离的场合，也可以使用触发时测量，如张开至10mm时触发光电传感器或者霍尔传感器。因为夹持力F1是测量夹台内部2夹持力，即内部弹性物，如弹簧、弹性片的弹力，当张开距离不同时弹簧物挤压量不同，夹持力也不相同，所以在精度要求高的场合，应使用精度指标好的直线位移传感器。在实际应用中，因为探头(左)401、和探头(右)402在受力时会存在弹性形变，同样可以使用数学模型实时计算或查表法进行位移补偿来进一步增加直线位移精度。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

Claims (5)

1.一种夹持力测量装置，包括：一力传感信号处理器，其特征在于，还包括：

两根可以垂直***夹台内部的探头；

一力传感器，水平方向放置，并且一端与一根探头垂直连接，连接点为该探头未***夹台内的一端；

一直线位移装置，分别与力传感器的另一端以及另一根探头未***夹台内的一端连接，使两根探头水平方向相互分离，并向夹台内的有弹性物靠近，然后接触，最后直到两根探头***夹台内的部分的外边缘之间的距离等于夹持棒状物体的直径为止，此时，弹性物施加到探头上的夹持力大小等于力传感器的受力大小；

力传感信号处理器与力传感器的输出信号连接，对力传感器的输出信号进行处理并显示。

2.根据权利要求1所述的夹持力测量装置，其特征在于，还包括一底座，所述直线位移装置与另一根探头未***夹台内的一端连接为：

左探头固定于底座的左端，直线位移装置位于底座的右端，直线位移装置左侧依次为力传感器、右探头。

3.根据权利要求2所述的夹持力测量装置，其特征在于，右探头固定在滑块即左滑块上；在底座右探头移动范围内安装一滑轨即左滑轨，左滑块固定在左滑轨内，并可以左右移动；

左滑块通过左旋转固定轴连接至力传感器，然后再通过右旋转轴固定轴连接到直线位移装置的滑块即右滑块上。

4.根据权利要求3所述的夹持力测量装置，其特征在于，所述直线位移装置包括右滑轨、右滑块以及手动旋转轮；

旋动手动旋转轮，拉动右滑块向右移动，从而带动右旋转固定轴、力传感器、左旋转固定轴、左滑块向右侧移动，最终带动右探头向右移动。

5.根据权利要求1所述的夹持力测量装置，其特征在于还包括一直线位移传感器，用于测量左探头和右探头的张开距离。