壓電式傳感器的預(yù)緊及防松機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及壓電式傳感器的預(yù)緊及防松機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電式傳感器具有響應(yīng)頻帶寬、靈敏度高、信噪比大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、重量輕、幾乎不存在滯后現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，在各種動(dòng)態(tài)力、加速度、機(jī)械沖擊與振動(dòng)的測(cè)量，以及聲學(xué)、醫(yī)學(xué)、力學(xué)、宇航等方面都得到了非常廣泛的應(yīng)用。壓電式傳感器是利用壓電材料的正壓電效應(yīng)制成的，工作原理為:當(dāng)壓電材料沿著一定方向受到外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在其兩個(gè)端面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，且電荷量與外力的大小成正比；當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變;當(dāng)外力去掉后，又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。
[0003]所有的壓電式傳感器在使用前都必須有一定的預(yù)緊，也即以某種方式對(duì)其施加初始預(yù)壓力，其目的是:(I)消除傳感器內(nèi)外接觸表面的間隙，提高傳感器彈性系統(tǒng)的剛度，從而獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)特性;(2)通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)緊力大小，可以調(diào)整傳感器的線性度和靈敏度?；趬弘娛絺鞲衅鞯墓ぷ髟?，其預(yù)緊裝置必須滿足如下四點(diǎn)要求:(I)不僅適用于靜態(tài)測(cè)量過(guò)程，也適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)程，具備鎖緊防松功能；(2)預(yù)緊力的施加及調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確；(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，容易實(shí)現(xiàn)裝拆；(4)不影響傳感器本身的測(cè)量過(guò)程，且不分載被測(cè)量。
[0004]壓電式傳感器的傳統(tǒng)預(yù)緊方法是將中心螺栓(配合螺母)穿過(guò)壓電材料加載預(yù)壓力，其優(yōu)點(diǎn)是預(yù)緊力的大小調(diào)節(jié)方便，但由于預(yù)緊件與壓電材料剛性并聯(lián)，所以必然會(huì)產(chǎn)生分載作用，即被測(cè)量不能百分百地傳遞到敏感元件上，有一部分消耗在預(yù)緊件的彈性變形上;而且，螺旋副之間容易產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成預(yù)緊聯(lián)接松動(dòng)。專利號(hào)為201220742215.7的《一種用于螺栓防松用的防松板》公開(kāi)了一種兩端各布置一個(gè)十二角形螺栓孔的防松板，與之配合的螺栓的螺帽正好置于上述孔內(nèi)，這樣螺栓就不能夠在螺栓孔內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。專利號(hào)為201180025535.9的《防松螺母及具備防松螺母的耦合單元》公開(kāi)了一種防松螺母及具備防松螺母的耦合單元，防松螺母耦合在螺栓和一般螺母之間，用于防止所述螺栓和螺母的松動(dòng)。然而，當(dāng)將上述兩個(gè)發(fā)明用于壓電式傳感器的預(yù)緊及防松時(shí)卻存在預(yù)緊力調(diào)節(jié)困難的不足。綜上可知，目前已有技術(shù)還不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓電式傳感器的預(yù)緊和防松，不能滿足其預(yù)緊裝置的四點(diǎn)要求，這使得該類測(cè)量?jī)x器的性能很難達(dá)到預(yù)期的高、精、尖目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、使用方便的壓電式傳感器的預(yù)緊及防松機(jī)構(gòu)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:它包含內(nèi)平臺(tái)、外平臺(tái)、壓電材料、副板、預(yù)緊柱、鎖緊板、螺釘;所述內(nèi)平臺(tái)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu);所述外平臺(tái)為有兩個(gè)對(duì)面開(kāi)口的空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu);所述的內(nèi)平臺(tái)和壓電材料均設(shè)于外平臺(tái)的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺(tái)的兩端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有壓電材料，壓電材料的一端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有副板，外平臺(tái)內(nèi)側(cè)中部設(shè)置有盲槽，副板與盲槽配合;所述的預(yù)緊柱由卡槽柱、螺紋柱、光軸柱同軸依次連接而成;所述的外平臺(tái)外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺(tái)與預(yù)緊柱通過(guò)螺紋柱與螺紋盲孔配合連接；所述的光軸柱與副板接觸設(shè)置;所述的卡槽柱的兩側(cè)設(shè)置有鎖緊板，鎖緊板的下表面與外平臺(tái)通過(guò)螺釘固定連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述的卡槽柱上設(shè)置有上下等距離分布的四層卡槽。
[0008]作為優(yōu)選，所述的光軸柱的直徑與螺紋柱的螺紋外徑一致，且大于卡槽柱的外徑。
[0009]本發(fā)明操作時(shí)，步驟I:解鎖，將所有鎖緊板上的一個(gè)螺釘擰出、另一個(gè)螺釘擰松，同時(shí)將鎖緊板中部從卡槽柱的卡槽中撥出；步驟2:微調(diào)預(yù)緊柱，擰緊或擰松兩個(gè)預(yù)緊柱的螺紋柱，直至達(dá)到預(yù)緊力范圍要求且使得卡槽柱上某一層卡槽的下表面與外平臺(tái)的外表面對(duì)齊;步驟3:鎖緊，將所有鎖緊板中部撥進(jìn)卡槽柱的卡槽中，同時(shí)擰緊所有螺釘。
[0010]采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為:
1、能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓電式傳感器的預(yù)緊及防松功能，且預(yù)緊力大小的調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確；
2、預(yù)緊裝置不影響壓電式傳感器的測(cè)量過(guò)程和后續(xù)解算，不存在分載效應(yīng)和附加作用力。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明預(yù)緊柱5的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
內(nèi)平臺(tái)1、外平臺(tái)2、壓電材料3、副板4、預(yù)緊柱5、卡槽柱51、螺紋柱52、光軸柱53、卡槽54、鎖緊板6、螺釘7。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]參看如圖1——圖2所示，本【具體實(shí)施方式】采用如下技術(shù)方案:它包含內(nèi)平臺(tái)1、外平臺(tái)2、壓電材料3、副板4、預(yù)緊柱5、鎖緊板6、螺釘7;所述內(nèi)平臺(tái)I為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu);所述外平臺(tái)2為有兩個(gè)對(duì)面開(kāi)口的空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu);所述的內(nèi)平臺(tái)I和壓電材料3均設(shè)于外平臺(tái)2的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺(tái)I的兩端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有壓電材料3，壓電材料3的一端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有副板4，外平臺(tái)2內(nèi)側(cè)中部設(shè)置有盲槽，副板4與盲槽配合;所述的預(yù)緊柱5由卡槽柱51、螺紋柱52、光軸柱53同軸依次連接而成;所述的外平臺(tái)2外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺(tái)2與預(yù)緊柱5通過(guò)螺紋柱52與螺紋盲孔配合連接;所述的光軸柱53與副板4接觸設(shè)置;所述的卡槽柱51的兩側(cè)設(shè)置有鎖緊板6，鎖緊板6的下表面與外平臺(tái)2通過(guò)螺釘7固定連接。
[0015]作為優(yōu)選，所述的卡槽柱51上設(shè)置有上下等距離分布的四層卡槽54。
[0016]作為優(yōu)選，所述的光軸柱53的直徑與螺紋柱52的螺紋外徑一致，且大于卡槽柱51的外徑。
[0017]本【具體實(shí)施方式】操作時(shí)，步驟I:解鎖，將所有鎖緊板上的一個(gè)螺釘擰出、另一個(gè)螺釘擰松，同時(shí)將鎖緊板中部從卡槽柱的卡槽中撥出；步驟2:微調(diào)預(yù)緊柱，擰緊或擰松兩個(gè)預(yù)緊柱的螺紋柱，直至達(dá)到預(yù)緊力范圍要求且使得卡槽柱上某一層卡槽的下表面與外平臺(tái)的外表面對(duì)齊;步驟3:鎖緊，將所有鎖緊板中部撥進(jìn)卡槽柱的卡槽中，同時(shí)擰緊所有螺釘。
[0018]本【具體實(shí)施方式】在實(shí)際工作過(guò)程中:當(dāng)測(cè)量對(duì)象為力信號(hào)時(shí)，輸入量作用于內(nèi)平臺(tái)I;當(dāng)測(cè)量對(duì)象為加速度信號(hào)時(shí)，輸入量作用于外平臺(tái)2。
[0019]采用上述結(jié)構(gòu)后，本【具體實(shí)施方式】產(chǎn)生的有益效果為:
1、能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓電式傳感器的預(yù)緊及防松功能，且預(yù)緊力大小的調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確；
2、預(yù)緊裝置不影響壓電式傳感器的測(cè)量過(guò)程和后續(xù)解算，不存在分載效應(yīng)和附加作用力。
[0020]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.壓電式傳感器的預(yù)緊及防松機(jī)構(gòu)，其特征在于:它包含內(nèi)平臺(tái)、外平臺(tái)、壓電材料、副板、預(yù)緊柱、鎖緊板、螺釘;所述內(nèi)平臺(tái)為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu);所述外平臺(tái)為有兩個(gè)對(duì)面開(kāi)口的空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu);所述的內(nèi)平臺(tái)和壓電材料均設(shè)于外平臺(tái)的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺(tái)的兩端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有壓電材料，壓電材料的一端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有副板，外平臺(tái)內(nèi)側(cè)中部設(shè)置有盲槽，副板與盲槽配合;所述的預(yù)緊柱由卡槽柱、螺紋柱、光軸柱同軸依次連接而成;所述的外平臺(tái)外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺(tái)與預(yù)緊柱通過(guò)螺紋柱與螺紋盲孔配合連接；所述的光軸柱與副板接觸設(shè)置;所述的卡槽柱的兩側(cè)設(shè)置有鎖緊板，鎖緊板的下表面與外平臺(tái)通過(guò)螺釘固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式傳感器的預(yù)緊及防松機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的卡槽柱上設(shè)置有上下等距離分布的四層卡槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式傳感器的預(yù)緊及防松機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的光軸柱的直徑與螺紋柱的螺紋外徑一致，且大于卡槽柱的外徑。
【專利摘要】壓電式傳感器的預(yù)緊及防松機(jī)構(gòu)，它涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域；所述外平臺(tái)為有兩個(gè)對(duì)面開(kāi)口的空心長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；所述的內(nèi)平臺(tái)和壓電材料均設(shè)于外平臺(tái)的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺(tái)的兩端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有壓電材料，壓電材料的一端通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠連接有副板，外平臺(tái)內(nèi)側(cè)中部設(shè)置有盲槽，副板與盲槽配合；所述的預(yù)緊柱由卡槽柱、螺紋柱、光軸柱同軸依次連接而成；所述的外平臺(tái)外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺(tái)與預(yù)緊柱通過(guò)螺紋柱與螺紋盲孔配合連接；所述的光軸柱與副板接觸設(shè)置；所述的卡槽柱的兩側(cè)設(shè)置有鎖緊板，鎖緊板的下表面與外平臺(tái)通過(guò)螺釘固定連接。本發(fā)明能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓電式傳感器的預(yù)緊及防松功能，且預(yù)緊力大小的調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確。
【IPC分類】F16B35/04, F16B39/10, G01D5/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105673657
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610166378
【發(fā)明人】尤晶晶, 嚴(yán)飛, 王進(jìn), 狄文和, 左飛堯, 王立杰
【申請(qǐng)人】南京林業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日