一種標量力傳感器彈性體結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及應變式力學傳感器彈性體，具體地講是一種標量力傳感器彈性體結構。
【背景技術】
[0002]在測量旋轉物體的法向力的時候，往往只需要測量所受力的大小，而對力的方向不做要求，即只對力的標量進行測量。例如，在風力發電機工作時，要測量其所受推力大小，由于機頭方向要始終正對著風的來向。在風向不定時，機頭方向就會不斷變動，推力方向就無法確定。如果用傳統的單分量傳感器，傳感器就必須集成在風力發電機上，隨風力發電機一起轉動，才能測量出推力。這樣傳感器自身重量產生的慣性矩會影響風力發電機運行，而且風機也沒有足夠的空間用以安裝傳感器，使測量工作變得困難。另外，測量時傳感器必須保證足夠的剛度，而剛度大，產生的應變就小，導致測量精確度不高。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是為了解決上述問題，提供一種標量力傳感器彈性體結構，具有該彈性體結構的傳感器，不管風向如何變化，都能準確測量標量力，且滿足高剛度的要求。
[0004]實現本實用新型的技術方案是:一種標量力傳感器彈性體結構，包括下框、上框、支撐梁、支撐臺和應變梁；所述支撐梁下端與下框上表面連接，其上端與上框下表面連接；所述支撐臺下表面連接下框上表面；所述應變梁下端與支撐臺上表面連接，其上端與上框下表面連接。
[0005]所述支撐臺周圍均勻安裝有多根支撐梁。
[0006]所述支撐梁最好為四根。
[0007]所述支撐臺上表面與上框之間安裝有多跟均勻布置的應變梁。
[0008]所述應變梁最好為四根。
[0009]所述應變梁與上框下表面、支撐臺上表面垂直。
[0010]所述下框、上框、支撐梁、支撐臺和應變梁由整塊金屬加工而成。
[0011]本實用新型的有益效果是:
[0012]1、可以實現不同方向變量力的測量；不管推力F從哪個方向來，都能分解成匕和F2，而這兩個力都是能通過貼在前后方向和左右方向的應變片直接測量的，這樣風力發電機工作時，無論風向如何變化，所受推力的大小始終為F= (F/+F/)1'方便實現推力標量的測量。
[0013]2、測量精度高且彈性體剛度大；使用時下框固定，上框受力產生位移，由于支撐梁和應變梁上端都與上框相連，即支撐梁和應變梁的上端產生的位移是一樣的，連接上框和下框的支撐梁和應變梁就會產生變形，即形成應變。支撐臺由于本身剛度較大，產生變形可以相對可以忽略。這時支撐梁和應變梁產生的相對位移是相等的，但由于支撐梁長度要大于應變梁，因此應變梁可以產生相對較大應變。支撐梁剛度遠大于應變梁，實現了在保證整個傳感器彈性體的高剛度的同時，又能實現高精度測量。
[0014]3、由于無論風向怎樣變化，用本實用新型的傳感器都能通過FjPF2得到所要測量的力F的大小，就不需要將傳感器安裝在風力發電機上隨其一起轉動。這樣就解決了用傳統的單分量傳感器測量時，傳感器自身重量產生的慣性矩對風力發電機運行的影響。
[0015]4、本實用新型結構簡單，加工方便。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型立體結構示意圖；
[0017]圖2為標量力的分解測量示意圖；
[0018]圖3為本實用新型工作狀態示意圖。
[0019]圖中標號，1 一下框，2—支撐臺，3—支撐梁，4一應變梁，5—上框，6—測力傳感器，F—推力，的分力。
具體實施方案
[0020]如圖1所示，一種標量力傳感器彈性體結構，包括下框1、上框5、支撐梁3、支撐臺2和應變梁4，由整塊金屬加工而成；所述支撐梁3下端與下框1上表面連接，其上端與上框5下表面連接；所述支撐臺2下表面連接下框1上表面；所述應變梁4下端與支撐臺2上表面連接，其上端與上框5下表面連接。所述支撐臺2周圍均勻布置有四根支撐梁3。所述支撐臺2上表面與上框之間安裝有四根均勻布置的應變梁4。
[0021]如圖2所示，具有標量力傳感器彈性體結構的測力傳感器6其實為一個二維力傳感器，二維傳感器分別測量出各自方向所受力的大小FpF2，這樣風力發電機工作時，無論風向如何變化，所受推力的大小始終為F= (F^+F/) 1/2。
[0022]如圖3所示，使用時下框1固定，上框5受力產生位移，由于支撐梁3和應變梁4上端都與上框5相連，即支撐梁3和應變梁4的上端產生的位移是一樣的，連接上框1和下框5的支撐梁3和應變梁4就會產生變形，即形成應變。支撐臺2由于本身剛度較大，產生變形可以相對可以忽略。這時支撐梁3和應變梁4產生的相對位移是相等的，但由于支撐梁3長度要大于應變梁4，因此應變梁4可以產生相對較大應變。另外，支撐梁3剛度遠大于應變梁4，因此實現整個傳感器彈性體的高剛度。
[0023]所述的力傳感器彈性體結構，使用時上框5和下框1可以互換。
【主權項】
1.一種標量力傳感器彈性體結構，其特征在于:包括下框、上框、支撐梁、支撐臺和應變梁；所述支撐梁下端與下框上表面連接，其上端與上框下表面連接；所述支撐臺下表面連接下框上表面；所述應變梁下端與支撐臺上表面連接，其上端與上框下表面連接。2.根據權利要求1所述標量力傳感器彈性體結構，其特征在于:所述支撐臺周圍均勻安裝有多根支撐梁。3.根據權利要求2所述標量力傳感器彈性體結構，其特征在于:所述支撐梁為四根。4.根據權利要求1所述標量力傳感器彈性體結構，其特征在于:所述支撐臺上表面與上框之間安裝有多根均勻布置的應變梁。5.根據權利要求4所述標量力傳感器彈性體結構，其特征在于:所述應變梁為四根。6.根據權利要求1、4或5所述標量力傳感器彈性體結構，其特征在于:所述應變梁與上框下表面垂直。7.根據權利要求1所述標量力傳感器彈性體結構，其特征在于:所述下框、上框、支撐梁、支撐臺和應變梁由整塊金屬加工而成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種標量力傳感器彈性體結構，其特征在于：包括下框、上框、支撐梁、支撐臺和應變梁；所述支撐梁下端與下框上表面連接，其上端與上框下表面連接；所述支撐臺下表面連接下框上表面；所述應變梁下端與支撐臺上表面連接，其上端與上框下表面連接。該力傳感器彈性體結構通過貼片后，可以實現標量力的測量，且有剛度大，精度高，加工制作簡單等特點。
【IPC分類】G01L1/00
【公開號】CN204964073
【申請號】CN201520310723
【發明人】于常安, 王羅, 何顯中, 邱榮凱, 賈琦
【申請人】中國空氣動力研究與發展中心設備設計及測試技術研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年5月14日