[发明专利]关节球式维间解耦二维无线无源传感器

权利要求书

1.一种关节球式维间解耦二维无线无源传感器，其特征在于，包括传感器承力接头、上部关节球刚性结构体、弯矩刚性承力体、弯矩形变环、下部关节球刚性结构体、扭矩形变片、弯矩传递杆、应变片刚性连接头和传感器承力轴；

所述传感器承力接头通过上部支撑圆筒固定于所述上部关节球刚性结构体；

所述上部关节球刚性结构体的下表面上形成有球窝，在所述上部关节球刚性结构体的上表面上形成有开口向上的环形槽；所述弯矩刚性承力体呈圆筒状结构，其下端插入于所述上部关节球刚性结构体的环形槽内，并且所述弯矩刚性承力体的上端形成有法兰，所述弯矩刚性承力体的外部套设有弯矩形变环，所述弯矩形变环的外侧壁上粘贴有多个磁致伸缩材料；

所述下部关节球刚性结构体与扭矩刚性封盖相固定，并且在所述下部关节球刚性结构体和扭矩刚性封盖之间从上至下依次固定有扭矩应变片连接板、下部支撑圆筒和扭矩刚性结构体；

所述扭矩刚性结构体包括圆柱形的筒体以及形成于所述筒体下端的法兰，所述扭矩刚性结构体的法兰被设置于所述下部支撑圆筒和扭矩刚性封盖之间，所述扭矩刚性结构体的筒体的下端形成有内台阶；

所述传感器承力轴的外壁面上形成有环形凸起，所述环形凸起设置于所述扭矩刚性封盖和扭矩刚性结构体之间，位于所述扭矩刚性结构体的内台阶内，并使得所述传感器承力轴在扭矩刚性结构体和扭矩刚性封盖之间自由转动；

在所述传感器承力轴的上端沿其轴心线方向开设有螺纹孔，在所述扭矩刚性结构体的筒体的内壁上形成有竖直方向开设的键槽；所述键槽的数量为两个，两个键槽沿扭矩刚性结构体的筒体的内壁面的周向方向均匀分布；所述应变片刚性连接头包括同轴心线设置并相互固定的上圆柱部和下圆柱部，所述上圆柱部的直径大于所述下圆柱部的直径，所述下圆柱部的外表面开设有外螺纹，所述外螺纹与所述传感器承力轴的螺纹孔配合；

所述上圆柱部的外壁面上开设有导向槽，所述导向槽与所述扭矩刚性结构体上开设的键槽的位置对应，在所述导向槽内设置有导向键，并且所述导向键凸出于所述上圆柱部的部分位于所述扭矩刚性结构体的键槽内；

所述扭矩形变片的一端固定于所述应变片刚性连接头，另一端固定于所述扭矩应变片连接板；

所述下部关节球刚性结构体的中心开设有螺纹孔，所述下部关节球刚性结构体的螺纹孔内固定有关节球刚性体；所述关节球刚性体的上端呈半球形，并位于所述球窝内；

所述弯矩刚性承力体的上端和法兰被通过其轴心线的切口分割为多个部分，并且法兰的每个部分上开设有通孔；所述上部关节球刚性结构体相对于所述弯矩刚性承力体的通孔的位置开设有通孔，所述上部关节球刚性结构体的通孔内设置有铜制滑套，所述弯矩传递杆一端连接于所述下部关节球刚性结构体，另一端穿过所述铜制滑套，连接于所述弯矩刚性承力体的法兰的一个部分。

2.根据权利要求1所述的关节球式维间解耦二维无线无源传感器，其特征在于，所述上部支撑圆筒上沿其轴线方向开设有多个通孔，双头螺栓穿过所述传感器承力接头、上部支撑圆筒和上部关节球刚性结构体，通过螺母将传感器承力接头、上部支撑圆筒和上部关节球刚性结构体固定在一起。

3.根据权利要求1所述的关节球式维间解耦二维无线无源传感器，其特征在于，双头螺栓依次穿过下部关节球刚性结构体、扭矩应变片连接板、下部支撑圆筒、扭矩刚性结构体和扭矩刚性封盖，通过螺母将下部关节球刚性结构体、扭矩应变片连接板、下部支撑圆筒、扭矩刚性结构体和扭矩刚性封盖固定在一起。

4.根据权利要求1所述的关节球式维间解耦二维无线无源传感器，其特征在于，所述应变片刚性连接头或扭矩应变片连接板上开设有方形槽，以及沿垂直于所述方形槽的方向开设有调节螺钉孔，所述扭矩形变片的两端均开设有圆孔，所述扭矩形变片的两端插入于所述应变片刚性连接头或扭矩应变片连接板的方形槽内，并通过调节螺钉固定，所述扭矩形变片上粘贴有磁致伸缩材料。

5.根据权利要求1所述的关节球式维间解耦二维无线无源传感器，其特征在于，所述弯矩刚性承力体的上端和法兰沿其周向被等分为6个部分。

6.根据权利要求1所述的关节球式维间解耦二维无线无源传感器，其特征在于，所述下部关节球刚性结构体上开设有沉孔，所述沉孔内设置有带孔铜珠，所述弯矩传递杆的下端穿过所述下部关节球刚性结构体的沉孔的底壁，固定于所述带孔铜珠；所述弯矩传递杆的上端穿过所述弯矩刚性承力体的通孔，固定于带孔铜珠。