[发明专利]一种运动物体接触载荷的测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种运动物体接触载荷的测量装置，包括活塞杆（1），所述活塞杆（1）一端安装有活塞（4），所述活塞（4）同活塞杆（1）一起伸入一端开口的套筒（5）中，所述活塞（4）的外周与套筒（5）内壁接触配合，其特征在于：所述活塞（4）通过滑移载荷测量装置（3）与活塞杆（1）连接，所述套筒（5）开口处端面位置安装有固定载荷测量装置（2），所述固定载荷测量装置（2）的中部设置有通孔，所述通孔内部穿有活塞杆（1），通孔的内壁面与活塞杆（1）外壁面互相配合，所述滑移载荷测量装置（3）测量滑移运动中活塞（4）与活塞杆（1）的接触力，所述固定载荷测量装置（2）测量活塞杆（1）和套筒（5）开口处端面在相对运动过程中的接触力；

所述滑移载荷测量装置（3）的结构为：包括滑移测量本体（301），所述滑移测量本体（301）为中空薄壁结构，滑移测量本体（301）的两端分别设置与活塞（4）和活塞杆（1）配合的安装结构，沿垂直于活塞（4）运动方向在滑移测量本体（301）中部开有厚度小于滑移测量本体（301）内壁的削弱槽（302），所述削弱槽（302）的两侧分别设置有第一通槽（303）和第二通槽（304），所述削弱槽（302）上安装有多个间隔的应变敏感元件（6）；

所述固定载荷测量装置（2）的结构为：包括固定测量本体（201），所述固定测量本体（201）上安装有应变敏感元件（6）；所述第一通槽（303）和第二通槽（304）沿滑移测量本体（301）的外周均匀间断设置，且所述第一通槽（303）和第二通槽（304）上相邻区域的间断处交错布置，应变敏感元件（6）安装于第一通槽（303）间断处相邻的削弱槽（302）底面。

2.如权利要求1所述的一种运动物体接触载荷的测量装置，其特征在于：所述固定测量本体（201）的上下端面平行设置，呈环状，所述固定测量本体（201）设置有沿水平轴线对称布置的安装面（202），所述安装面（202）上设置有多个螺栓孔（203），所述螺栓孔（203）和安装面（202）与套筒（5）的开口处端面配合安装，套筒（5）的开口处端面设置有整圈与螺栓孔（203）对应的配装孔，位于安装面（202）的两端固定测量本体（201）上对称开有沉孔（204），所述沉孔（204）的两侧分别设置有长隔离通槽（206）和短隔离通槽（207），所述安装面（202）的内环位置设置有弧状的隔离通槽（208），所述隔离通槽（208）的端部与短隔离通槽（207）连通，所述沉孔（204）底面安装有应变敏感元件（6），所述固定测量本体（201）的外周面开有穿线孔（205），所述穿线孔（205）与沉孔（204）连通。

3.如权利要求2所述的一种运动物体接触载荷的测量装置，其特征在于：所述沉孔（204）数量为四个，沿固定测量本体（201）水平轴线和垂直轴线对称设置，所述长隔离通槽（206）端面为直线型，位于两个相邻沉孔（204）的外侧，所述短隔离通槽（207）设置在单个沉孔（204）的内侧。

4.如权利要求2所述的一种运动物体接触载荷的测量装置，其特征在于：所述长隔离通槽（206）与短隔离通槽（207）平行设置。

5.一种利用如权利要求2所述运动物体接触载荷的测量装置的测量方法，其特征在于：

包括如下操作步骤：

第一步、准备工作：

根据测量需求设计好固定载荷测量装置（2）和滑移载荷测量装置（3）的具体结构形式；

按照设计图纸制作出滑移测量本体（301）和固定测量本体（201）；

将应变敏感元件（6）安装滑移测量本体（301）的削弱槽（302）上；

将应变敏感元件（6）安装在固定测量本体（201）的沉孔（204）底面；

第二步、系数标定：

分别将固定测量本体（201）和滑移测量本体（301）的应变敏感元件（6）组成测量电路，并与电信号放大采集设备相连接，采用标准砝码分别对固定测量本体（201）和滑移测量本体（301）进行加载和卸载，以确定电信号与力值的比例关系及零位；通过多次标定，确定固定载荷测量装置（2）和滑移载荷测量装置（3）的测量准确度；

第三步、固定载荷测量装置（2）和滑移载荷测量装置（3）的组装：

将滑移测量本体（301）与活塞（4）和活塞杆（1）组装在一起，然后装入套筒（5）内部；

将固定测量本体（201）装于套筒（5）的开口处端面处，并通过调整安装面（202）的安装方向来选择需要测量固定载荷的位置；

第四步、线路连接：

将应变敏感元件（6）的引出线与相应的测量输出线路连接好；

将测量输出线路与记录仪器连接好；

第五步、数据测量：

接通装置电源；

采用外部驱动的形式移动活塞杆（1）；

活塞杆（1）移动的过程中固定载荷测量装置（2）和滑移载荷测量装置（3）实时测量并传输处测量数据，记录仪器将数据存储并处理；

第六步、数据分析：

将测得的电信号根据第二步标定所得系数换算成物理量，通过对测量数据的整理分析，所述滑移载荷测量装置（3）所测量滑移运动中活塞（4）与活塞杆（1）的接触力的大小和变化，以及所述固定载荷测量装置（2）测量活塞杆（1）和套筒（5）的端面在相对运动过程中的接触力的大小和变化，进而评估此滑动结构形式的受载情况，以及在材料、结构方面是否需要优化设计。