CN211147910U - 传感器组件、作用力检测设备和工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程设备的检测领域，公开了一种传感器组件、作用力检测设备和工程机械，其中，所述传感器组件包括用于连接待测基体的连接部(100)和用于承载的承载部(200)，所述承载部(200)包括一体的第一基体和第二基体，所述第一基体形成第一传感单元，所述第二基体形成与所述第一传感单元量程不同的第二传感单元，所述承载部(200)与所述连接部(100)连接，使得所述第二基体与所述连接部(100)接触且所述第一基体与所述连接部(100)之间具有初始间隙。通过施加载荷至不同程度，使得初始间隙保留或消除，可以通过不同量程的传感单元在各自测量精度较高的工况下提供检测反馈，确保检测结果的准确性。

Description

传感器组件、作用力检测设备和工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程设备的检测，具体地涉及传感器组件和作用力检测设备。

背景技术

工程设备，例如起重机、混凝土泵车等在作业时为提高抗倾覆能力，一般会在四周伸出支腿提供支撑，而支撑力大小直接反映了设备当前的支撑安全状况，例如当相邻两支腿的支撑力接近零时(“虚腿”状态)，即表明设备存在失稳风险。因此较精确的监测支腿的支反力是十分必要的。目前，通过传感器检测支反力的技术方案中，由于支反力较大，微小的侧偏载荷即可对传感器造成破坏，导致无法检测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种传感器组件，以便实现精确的检测。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种传感器组件，其中，所述传感器组件包括用于连接待测基体的连接部和用于承载的承载部，所述承载部包括一体的第一基体和第二基体，所述第一基体形成第一传感单元，所述第二基体形成与所述第一传感单元量程不同的第二传感单元，所述承载部与所述连接部连接，使得所述第二基体与所述连接部接触且所述第一基体与所述连接部之间具有初始间隙。

优选地，所述第二基体环绕所述第一基体设置。

优选地，所述第一基体包括直型的筒状结构，所述承载部包括环绕所述筒状结构的环状部，所述第二基体包括位于所述环状部和所述筒状结构之间的环形板。

优选地，所述第一基体设置有第一应变片，所述第二基体设置有第二应变片，所述第一应变片设置在所述筒状结构的内壁上，所述第二应变片设置在所述环形板的板面上。

优选地，所述第一应变片包括沿所述筒状结构的延伸方向设置的纵向应变片。

优选地，所述第一应变片包括沿垂直于所述筒状结构的延伸方向设置的横向应变片。

优选地，所述第二应变片成对设置，一对所述第二应变片分别靠近同一所述环形板的相对端设置。

优选地，所述环状部设置有周向排列的多个第一安装孔，所述连接部设置有与多个所述第一安装孔一一对应的多个第二安装孔，所述环状部和所述连接部通过穿过所述第一安装孔和第二安装孔的紧固件连接。

优选地，所述筒状结构轴向突出于所述环状部，所述第一基体包括位于所述筒状结构的突出于所述环状部的一侧的承载球头，所述筒状结构和所述环状部均具有圆环形横截面，所述环状部与所述筒状结构同轴设置，所述筒状结构的中心线穿过所述承载球头的球心。

本实用新型还提供一种作用力检测设备，其中，所述作用力检测设备包括承力装置和本实用新型的传感器组件，所述连接部安装于所述承力装置的承力端。

本实用新型还提供一种工程机械，其中，所述工程机械包括本实用新型的作用力检测设备。

优选地，所述工程机械包括支腿，所述承力装置为所述支腿的支腿油缸，优选地，所述连接部安装于所述支腿油缸的活塞杆的伸出端。

通过上述技术方案，通过施加载荷至不同程度，使得初始间隙保留或消除，可以通过不同量程的传感单元在各自测量精度较高的工况下提供检测反馈，确保检测结果的准确性。

附图说明

图1是根据本实用新型的一种实施方式的传感器组件的结构示意图；

图2a是图1中承载部的俯视图；

图2b是沿图2a中E-E线截取的剖视图；

图2c是沿图2b中F-F线截取的剖视图；

图2d是图2a的承载部的立体图；

图3是图1中连接部的立体图。

附图标记说明

100-连接部，130-定位凸台，140-第二安装孔，200-承载部，212-第一应变片，2121-纵向应变片，2122-横向应变片，224-第二应变片，260-筒状结构，261-承载球头，270-环状部，271-第一安装孔，280-环形板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。“环绕”、“环状”等用语表明形成为方形、圆形等各种形状的封闭环。

根据本实用新型的一个方面，提供一种传感器组件，其中，所述传感器组件包括用于连接待测基体的连接部100和用于承载的承载部200，所述承载部200包括一体的第一基体和第二基体，所述第一基体形成第一传感单元，所述第二基体形成与所述第一传感单元量程不同的第二传感单元，所述承载部200与所述连接部100连接，使得所述第二基体与所述连接部100接触且所述第一基体与所述连接部100之间具有初始间隙。

通过施加载荷至不同程度，使得初始间隙保留或消除，可以通过不同量程的传感单元在各自测量精度较高的工况下提供检测反馈，确保检测结果的准确性。

具体的，不同量程的传感单元，在不同载荷下所能提供的测量精度是不同的。具体的，量程小的传感单元在检测较小的载荷的工况下能够提供较高的测量精度，量程大的传感单元在检测较大的载荷的工况下能够提供较高的测量精度。为此，本实用新型中，可以在初始间隙消除之前的小载荷工况通过量程小的传感单元提供检测结果，在初始间隙消除之后的大载荷工况通过量程大的传感器提供检测结果。

根据第一基体、第二基体的具体结构，可以设置相应的初始间隙。例如，所述第二基体环绕所述第一基体设置。

具体的，所述第一基体可以包括直型的筒状结构260，所述承载部200包括环绕所述筒状结构260的环状部270，所述第二基体包括位于所述环状部270和所述筒状结构260之间的环形板280。即，环状部270套设在筒状结构260外侧，环形板280的径向内侧边缘和外侧边缘分别接合筒状结构260和环状部270。

第一基体和第二基体可以通过适当方式形成传感单元，例如设置应变片。为便于设置应变片且不干涉相关操作，所述第一基体设置有第一应变片212，所述第二基体设置有第二应变片224，所述第一应变片212设置在所述筒状结构260的内壁上，所述第二应变片224设置在所述环形板280的板面上。

其中，筒状结构260与连接部100之间形成初始间隙b1，环状部270与连接部100之间始终接触。

另外，连接部100具有用于***所述筒状结构260的中空部分的定位凸台130，以防止承载部200因承受较大侧偏载荷(偏离筒状结构260的中心线的方向的载荷)而偏移变形，继而导致较小量程的第二传感单元被破坏。

下面参考图1至图3说明本实用新型的传感器组件的不同量程阶段的操作。

当承载部200承受较小的作用力时，初始间隙b1未消除，第一传感单元与连接部100接触，第二传感单元与连接部100不直接接触，因此载荷全部由连接部100传递给筒状结构260，并由一体的筒状结构260、环状部270和环形板280共同承担，由于此时载荷较小，量程较小的第二传感单元的检测精度更高，因此可以通过第二应变片224检测，以提供精度较高的检测结果。此时对应传感器组件的第一量程阶段。

当承载部200承受的作用力达到使得初始间隙b1消除，载荷全部由连接部100传递给筒状结构260和环状部270，并由一体的筒状结构260、环状部270和环形板280共同承担，由于此时载荷较大，量程较大的第一传感单元的检测精度更高，量程较小的第二传感单元仅与第一传感单元一起承担载荷，但测量值不再精确而不适于提供测量值，因此可以通过第一应变片212检测，以提供精度较高的检测结果。此时对应传感器组件的第二量程阶段。

另外，所述第一应变片212包括沿所述筒状结构260的延伸方向设置的纵向应变片2121，优选地，所述第一应变片212还包括沿垂直于所述筒状结构260的延伸方向设置的横向应变片2122，以提高检测的灵敏度。

此外，所述筒状结构260和所述环状部270均具有圆环形横截面，所述环状部270与所述筒状结构260同轴设置，所述第二应变片224可以成对设置，一对所述第二应变片224分别靠近所述环形板280的径向的两侧设置(即，一对第二应变片224沿环形板280的径向排布，其中一个第二应变片224靠近所述环形板280的径向内侧设置，另一个第二应变片224靠近所述环形板280的径向外侧设置)，以便测量筒状结构260的横向应变。同属一对的第二应变片224可以设置为在检测时检测到大小相近、方向相反的载荷。

为便于连接承载部200和连接部100，所述环状部270设置有周向排列的多个第一安装孔271，所述连接部100设置有与多个所述第一安装孔271一一对应的多个第二安装孔140，所述环状部270和所述连接部100通过穿过所述第一安装孔271和第二安装孔140的紧固件连接。

另外，优选地，所述筒状结构260轴向突出于所述环状部270，所述第一基体可以包括位于所述筒状结构260的突出于所述环状部270的一侧的承载球头261，所述筒状结构260的中心线穿过所述承载球头261的球心。由此，支反力施加在承载球头261上，可以尽可能使承载部200承受沿轴线方向的载荷。

根据本实用新型的另一方面，提供一种作用力检测设备，其中，所述作用力检测设备包括承力装置和本实用新型的传感器组件，所述连接部100安装于所述承力装置的承力端。通过本实用新型的传感器组件，可以更精确地检测承力装置的承受的作用力。

本实用新型还提供一种工程机械，其中，所述工程机械包括本实用新型的作用力检测设备。本实用新型的作用力检测设备可以用于各种工程机械中需要检测承载力的情况。

例如，所述工程机械可以包括支腿，所述承力装置可以为所述支腿的支腿油缸。其中，连接部100可以安装于支腿油缸的活塞杆的伸出端。由此，可以通过本实用新型的检测设备精确检测支腿的支反力。

作为一种具体实施方式，承力装置可以为球头式油缸，连接部100安装于球头式油缸的活塞杆的伸出端。所述球头式油缸例如可以为工程机械的支腿油缸，所测作用力即为支腿的支反力。当活塞杆伸出与支脚板接触时，承载部的受力面受到支反力，由此可以精确测量支反力。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型。本实用新型包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种传感器组件，其特征在于，所述传感器组件包括用于连接待测基体的连接部(100)和用于承载的承载部(200)，所述承载部(200)包括一体的第一基体和第二基体，所述第一基体形成第一传感单元，所述第二基体形成与所述第一传感单元量程不同的第二传感单元，所述承载部(200)与所述连接部(100)连接，使得所述第二基体与所述连接部(100)接触且所述第一基体与所述连接部(100)之间具有初始间隙。

2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述第二基体环绕所述第一基体设置。

3.根据权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，所述第一基体包括直型的筒状结构(260)，所述承载部(200)包括环绕所述筒状结构(260)的环状部(270)，所述第二基体包括位于所述环状部(270)和所述筒状结构(260)之间的环形板(280)。

4.根据权利要求3所述的传感器组件，其特征在于，所述第一基体设置有第一应变片(212)，所述第二基体设置有第二应变片(224)，所述第一应变片(212)设置在所述筒状结构(260)的内壁上，所述第二应变片(224)设置在所述环形板(280)的板面上。

5.根据权利要求4所述的传感器组件，其特征在于，所述第一应变片(212)包括沿所述筒状结构(260)的延伸方向设置的纵向应变片(2121)。

6.根据权利要求5所述的传感器组件，其特征在于，所述第一应变片(212)包括沿垂直于所述筒状结构(260)的延伸方向设置的横向应变片(2122)。

7.根据权利要求4所述的传感器组件，其特征在于，所述筒状结构(260)和所述环状部(270)均具有圆环形横截面，所述环状部(270)与所述筒状结构(260)同轴设置，所述第二应变片(224)成对设置，一对所述第二应变片(224)分别靠近所述环形板(280)的径向的两侧设置。

8.根据权利要求3所述的传感器组件，其特征在于，所述环状部(270)设置有周向排列的多个第一安装孔(271)，所述连接部(100)设置有与多个所述第一安装孔(271)一一对应的多个第二安装孔(140)，所述环状部(270)和所述连接部(100)通过穿过所述第一安装孔(271)和第二安装孔(140)的紧固件连接。

9.根据权利要求3-8中任意一项所述的传感器组件，其特征在于，所述筒状结构(260)轴向突出于所述环状部(270)，所述第一基体包括位于所述筒状结构(260)的突出于所述环状部(270)的一侧的承载球头(261)，所述筒状结构(260)的中心线穿过所述承载球头(261)的球心。

10.一种作用力检测设备，其特征在于，所述作用力检测设备包括承力装置和权利要求1-9中任意一项所述的传感器组件，所述连接部(100)安装于所述承力装置的承力端。

11.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括权利要求10所述的作用力检测设备。

12.根据权利要求11所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括支腿，所述承力装置为所述支腿的支腿油缸。

13.根据权利要求12所述的工程机械，其特征在于，所述连接部(100)安装于所述支腿油缸的活塞杆的伸出端。

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