[实用新型]压电式动态力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及压电式动态力传感器，具体涉及一种传感器弹性壳体，还涉及一种装在具有所述弹性壳体的传感器中的钢球施压装置，属于机械技术领域。

背景技术

原有压电式动态力传感器多采用薄壁圆筒状弹性壳体，当有外力作用时，薄壁筒产生压缩变形，从而施压在压电片上。因为薄壁圆筒状弹性壳体产生的压缩变形量值较小，通常只能把壁厚做的很薄，这对于测力参数调整很困难。而且原有压电式动态力传感器中，施压件与压电片一般为平面接触，抗切向力干扰的能力低。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型压电式动态力传感器，其弹性壳体采用新型8字结构，使受力后产生弯曲变形，可有效提高灵敏度和扩大测量范围。此外本实用新型另一个要解决的技术问题是提供一种通过钢球给压电陶瓷施压的装置，能有效地将正压力和切向力分离开，从而克服切向力的干扰。

本实用新型的技术方案是：

压电式动态力传感器，包括弹性壳体、钢球施压装置、压电陶瓷、导电片和信号输出线，钢球施压装置包括防松螺钉、压紧螺钉、钢球和铜垫片，压紧螺钉和铜垫片各有一端面上设有锥坑，两个锥坑面对面安放，钢球放置在这两个锥坑之间，并且使得压紧螺钉和铜垫片之间有一间隙，防松螺钉拧在压紧螺钉的后面，防止受振动后压紧螺钉松动；所述钢球施压装置有两个，分别通过压紧螺钉对称固定安装在弹性壳体的中部内侧，两个钢球施压装置的铜垫片之间安放着压电陶瓷、导电片和信号输出线，压电陶瓷和导电片交替相接，信号输出线与各导电片相连。

所述弹性壳体的外形为长圆形结构，长圆形结构包括左圆弧腔和右圆弧腔，这两个圆弧腔连接处的内壁的上、下各设有一个带螺纹孔的方凸台，左圆弧腔和右圆弧腔的壁上分别设有信号线输出孔。弹性壳体的形状特征如8字，当正压力作用在弹性壳体上时，为调节该传感器的灵敏度和测量范围，可调节弹性壳体左、右两边圆弧部分的厚度，由于弯曲变形量值比较大，即使圆弧处的壁相对较厚，仍可以得到较好的灵敏反应，故所述壳体结构整体强度较大。

机械加工过程中使用不同的机床，会产生各种各样的切削力，它们都是随时间变化的动态力，使用本实用新型的传感器可明确、有效地测量动态力中危害最大的方向力，因此在这些设备的设计、制造、试验和监测中都有广泛的应用。如将该传感器两只或三只组合在一起使用，即可作平面（两个方向）或空间（三个方向）动态力的测量。

附图说明

图1是本实用新型压电式动态力传感器弹性壳体的正视图。

图2是图1所示压电式动态力传感器弹性壳体的俯视图。

图3是装有图1所示的弹性壳体和钢球施压装置的压电式动态力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型结构作进一步的详细说明。

如图1所示，压电式动态力传感器弹性壳体基本结构为长圆形筒，左、右两个相同大小的圆弧内腔处壁较薄，中间方形凸台内腔处壁较厚，形状如8字。改变弹性壳体左、右两边圆弧部分的厚度，即可调节该传感器的灵敏度和测量范围。弹性壳体的左、右圆弧壁上分别设有信号线输出孔，根据接线需要选择某一侧孔使用。如图2所示中间上、下方形凸台上各有5个螺纹孔，中间的螺孔4分别拧入施压装置的螺钉，上凸台其余4个螺孔7用来安装工件，下凸台其余4个螺孔7用来安装基座。

如图3所示，本实施例的压电式动态力传感器包括两套防松螺钉12、压紧螺钉13、钢球14、铜垫片15，分别上下对称地安装在弹性壳体9中间的方形凸台中部，如权利3所述，压紧螺钉13和铜垫片15的锥坑面对面安放，钢球14被夹在两锥坑之间，两只所述铜垫片15的另一端面之间安放着压电陶瓷11、导电片10和信号输出线8，多个压电陶瓷11和导电片10交替相接，信号输出线8与各导电片10相连。

旋转部件不平衡时产生振动，其正压分力F作用在弹性壳体9上时，其左右两边圆弧随正压力的大小发生微小的纵向弹性变形，通过压紧螺钉13、钢球14、铜垫片15作用在压电陶瓷11上，压电陶瓷将作用在上面的压力转变成与其相对应的电压信号，再通过导电片10和信号输出线8输出给测量电路。

当有切向分力Q作用在弹性体9上时，弹性体9的左右两边圆弧随切向力的大小发生微小的横向弹性变形，使钢球14在压紧螺钉13和铜垫片15之间发生微小的转动，因为作用在压电陶瓷11上的力没有变化，压电陶瓷11就没有信号输出，这样就能有效地将正压力和切向力分离开。