專利名稱：一種壓縮式壓電傳感器裝配用夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于傳感器領(lǐng)域，涉及一種壓縮式壓電傳感器裝配用夾具。
背景技術(shù)：
壓電材料是一種廣泛應(yīng)用的功能材料，由于其具有壓電效應(yīng)強、溫度穩(wěn)定性好、無需外接電源等眾多無可比擬的優(yōu)點，因而被用于制作多種類型的傳感器，如加速度傳感器、 力傳感器和壓力傳感器。在眾多的傳感器結(jié)構(gòu)中，壓縮式壓電傳感器直接將壓電元件固定在基座上，結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、可以做到高靈敏度和高頻率響應(yīng)，因而成為使用最多和使用時間最長的結(jié)構(gòu)器件。壓電式傳感器的壓電元件一般都不止一片，特別是在需要輸出靈敏度高而壓電元件壓電系數(shù)又較低的情況下，就更需要采用多片并聯(lián)的方式。這些壓電元件間一般用引電片連接，并與金屬中心柱保持一定距離的間隙以達到絕緣的目的。裝配時，必須保證壓電元件和引電片整齊重合，且在傳感器底座的中心，與中心柱無碰觸。否則不僅將影響裝配的一次成功率，還將影響傳感器的性能指標(biāo)如頻率響應(yīng)、橫向靈敏度和一致性等。為解決上述問題，在裝配壓縮式壓電傳感器時，經(jīng)常采用以下兩種方法一是在傳感器底座中心柱與壓電元件、引電片接觸處套上塑料套管等絕緣材料，但這會影響壓電元件的裝配方便性，且塑料材料容易老化；二是采用金屬夾具，但由于壓電元件易碎，裝配時方法不當(dāng)或加工精度不好等原因都很容易使壓電元件在裝配過程中損壞，且由于傳感器零件加工時尺寸有一定的偏差，而夾具一般都為固定尺寸，很難保證裝配時的準(zhǔn)確性和精度， 極大的影響裝配成功率。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種壓縮式壓電傳感器裝配用夾具，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，所述夾具尤其適用于多片壓電元件層疊并聯(lián)或串聯(lián)結(jié)構(gòu)的裝配，可保證壓縮式壓電傳感器裝配的成功率和性能指標(biāo)的一致性。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)本實用新型的壓縮式壓電傳感器裝配用夾具，包括外卡套和契合于外卡套內(nèi)的內(nèi)鎖緊套，所述外卡套包括兩對稱的夾塊和兩夾塊圍成的通孔，兩夾塊可拆卸式連接，所述內(nèi)鎖緊套內(nèi)還設(shè)有與之相配合的襯套。所述兩夾塊經(jīng)螺釘或銷子連接；所述螺釘或銷子可對穿兩加塊并固定兩夾塊。所述通孔包括依次連接且中心軸重合的第一圓柱形通孔、第二圓柱形通孔和一倒圓臺形通孔，所述第一圓柱形通孔的半徑小于第二圓柱形通孔的半徑，第二圓柱形通孔的半徑與倒圓臺形通孔的較大半徑相等；所述內(nèi)鎖緊套契合于外卡套的第二圓柱形通孔和倒圓臺形通孔內(nèi)，包括連為一體的圓柱形套筒和帶有圓柱形通孔的倒圓臺形套筒，所述圓柱形套筒和倒圓臺形套筒的內(nèi)徑相等且中心軸均與第二圓柱形通孔的中心軸重合；所述襯套契合于內(nèi)鎖緊套的圓柱形套筒內(nèi)。[0010]所述倒圓臺形套筒的外形為倒圓臺形，內(nèi)設(shè)有圓柱形通孔。所述外卡套的外形呈十字形。所述內(nèi)鎖緊套的內(nèi)壁上還開有多個軸向延伸并貫穿倒圓臺形套筒側(cè)壁的開口槽。所述第一圓柱形通孔的直徑與壓縮式壓電傳感器質(zhì)量塊的外徑相等，高度與所述壓縮式壓電傳感器的質(zhì)量塊的高度相等或略??；所述襯套的直徑與壓縮式傳感器壓電元件的外徑相等，高度與所述傳感器壓電元件相等；所述倒圓臺形套筒的內(nèi)徑與壓縮式壓電傳感器的底座的外徑相等，高度與所述底座相等。本實用新型壓縮式壓電傳感器裝配專用夾具，其外卡套和內(nèi)鎖緊套采用碳鋼或不銹鋼材料制成，其襯套采用軟性材料制成，所述軟性材料包括硬塑料。使用本實用新型的夾具裝配時，將壓電元件和弓I電片依次放入壓縮式壓電傳感器底座后，首先將帶有襯套的內(nèi)鎖緊套的倒圓臺形通孔套住壓縮式壓電傳感器底座的外徑， 再將外卡套套住內(nèi)鎖緊套，移動傳感器使內(nèi)鎖緊套鎖緊傳感器底座并將其定位，然后用固定螺釘將外卡套固定在傳感器底座上。此時襯套正好套住壓電元件，外卡套的第一圓柱形通孔部分正好套住質(zhì)量塊。傳感器向后移動時帶動內(nèi)鎖緊套向后移動，給倒圓臺形套筒向下壓力使其收緊，因此倒圓臺形套筒便可抱緊傳感器底座。同時由于夾具和傳感器都是一次裝配加工完成的，因此使用夾具后能保證被作用物受力的均勻性，使壓電元件和引電片的整齊重合，且與傳感器底座同心，不會因傳感器底座、質(zhì)量塊等尺寸差異影響裝配質(zhì)量。 另外由于襯套采用硬塑料，因此既能方便的將壓電元件推放整齊，又不會因夾力過大而損傷壓電元件。因此使用本實用新型所提供的專用夾具，可以提高壓縮式壓電傳感器的一次性裝配的成功率、產(chǎn)品的一致性并獲得更優(yōu)異的性能。

圖1(a)為夾具的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1(b)為內(nèi)鎖緊套的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1-外卡套；2-內(nèi)鎖緊套；11、13_夾塊；12-鏍釘，3-外卡套的通孔圖2為夾具剖視圖圖3為外卡套內(nèi)部剖視圖圖4為帶襯套的內(nèi)鎖緊套剖視圖圖中21-圓柱形套筒；22-倒圓臺形套筒；23-開口槽；4_襯套圖5為壓縮式壓電傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖圖中61-質(zhì)量塊；62-壓電元件；63-底座；64-引電片；65-中心柱具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本實用新型，應(yīng)理解，實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的保護范圍。實施例本實用新型的壓縮式壓電傳感器裝配用夾具，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1(a)和圖2所示，包括外卡套1和契合于外卡套內(nèi)的內(nèi)鎖緊套2，外卡套如圖3所示，內(nèi)鎖緊套如圖1(b)和圖4所示，所述外卡套1包括兩對稱的夾塊11、13和兩夾塊圍成的通孔3，兩夾塊經(jīng)兩個對穿的螺釘或銷子12固定成一整體，如圖1(a)所示，所述內(nèi)鎖緊套2內(nèi)還設(shè)有與之相配合的襯套4。外卡套如圖3所示，所述外卡套的通孔包括依次連接且中心軸重合的第一圓柱形通孔31、第二圓柱形通孔32和一倒圓臺形通孔33，所述第一圓柱形通孔31的半徑小于第二圓柱形通孔32的半徑，第二圓柱形通孔32的半徑與倒圓臺形通孔33的較大半徑相等；帶襯套的內(nèi)鎖緊套如圖4所示，所述內(nèi)鎖緊套契合于外卡套的第二圓柱形通孔32 和倒圓臺形通孔33內(nèi)，包括連為一體的圓柱形套筒21和帶有圓柱形通孔的倒圓臺形套筒 22，所述圓柱形套筒21和倒圓臺形套筒22的內(nèi)徑相等且中心軸均與第二圓柱形通孔32的中心軸重合；所述襯套4契合于內(nèi)鎖緊套的圓柱形套筒21內(nèi)。所述倒圓臺形套筒22的外形為倒圓臺形，內(nèi)設(shè)有圓柱形通孔。所述外卡套1的外形呈十字形。所述內(nèi)鎖緊套2的內(nèi)壁上還開有多個軸向延伸并貫穿倒圓臺形套筒22側(cè)壁的開口槽 23。如圖5所示的壓縮式壓電傳感器，所述第一圓柱形通孔31的直徑與壓電傳感器質(zhì)量塊61的外徑相等，高度與所述質(zhì)量塊的高度相等或略?。凰鲆r套4的直徑與傳感器壓電元件62的外徑相等，高度與所述壓電元件相等；所述倒圓臺形套筒22的內(nèi)徑與壓電傳感器底座63的外徑相等，高度與所述底座相等。本實用新型壓縮式壓電傳感器裝配專用夾具，其外卡套1和內(nèi)鎖緊套2采用碳鋼或不銹鋼材料制成，其襯套4采用軟性材料制成，所述軟性材料包括硬塑料。使用本實用新型的夾具時，如圖4和圖5所示，將壓電元件62和引電片64依次放入壓縮式壓電傳感器的底座63上，再將帶有襯套4的內(nèi)鎖緊套2的倒圓臺形套筒22套住傳感器底座63，使壓電元件62預(yù)調(diào)理整齊，接著將壓縮式壓電傳感器的質(zhì)量塊61放到壓電元件上。將外卡套1套在內(nèi)鎖緊套2外，同時調(diào)整外卡套，擰上螺釘使外卡套抱緊所述質(zhì)量塊但不要擰死；調(diào)整傳感器，使傳感器向后移動，同時帶動內(nèi)鎖緊套向后沿軸向移動，通過內(nèi)鎖緊套的倒圓臺形套筒22的作用使內(nèi)鎖緊套逐漸抱緊傳感器底座63，當(dāng)傳感器沿軸向不能再移動時，此時已卡好定位，即可用固定螺釘將它們夾緊固定住。最后用預(yù)緊螺母將上述傳感器的各個零件擰緊固定。完成裝配后，即可松開固定螺釘，拆下夾具。
權(quán)利要求1.一種壓縮式壓電傳感器裝配用夾具，其特征在于，包括外卡套和契合于外卡套內(nèi)的內(nèi)鎖緊套，所述外卡套包括兩對稱的夾塊和兩夾塊圍成的通孔，兩夾塊可拆卸式連接，所述內(nèi)鎖緊套內(nèi)還設(shè)有與之相配合的襯套。
2.如權(quán)利要求1所述的夾具，其特征在于所述通孔包括依次連接且中心軸重合的第一圓柱形通孔、第二圓柱形通孔和一倒圓臺形通孔，所述第一圓柱形通孔的半徑小于第二圓柱形通孔的半徑，第二圓柱形通孔的半徑與倒圓臺形通孔的較大半徑相等；所述內(nèi)鎖緊套契合于外卡套的第二圓柱形通孔和倒圓臺形通孔內(nèi)，包括連為一體的圓柱形套筒和帶有圓柱形通孔的倒圓臺形套筒，所述圓柱形套筒和倒圓臺形套筒的內(nèi)徑相等且中心軸均與第二圓柱形通孔的中心軸重合；所述襯套契合于內(nèi)鎖緊套的圓柱形套筒內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的夾具，其特征在于所述內(nèi)鎖緊套的內(nèi)壁上還開有多個軸向延伸并貫穿倒圓臺形套筒側(cè)壁的開口槽。
4.如權(quán)利要求2所述的夾具，其特征在于所述第一圓柱形通孔的直徑與壓縮式壓電傳感器質(zhì)量塊的外徑相等，高度與所述壓縮式壓電傳感器的質(zhì)量塊的高度相等或略小。
5.如權(quán)利要求2所述的夾具，其特征在于所述倒圓臺形套筒的內(nèi)徑與所述壓縮式壓電傳感器的底座的外徑相等，高度與所述底座的高度相等。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的夾具，其特征在于所述襯套的直徑與壓縮式壓電傳感器壓電元件的外徑相等，高度與所述壓電元件的高度相等。
7.如權(quán)利要求1-5任一所述的夾具，其特征在于所述兩夾塊經(jīng)螺釘或銷子連接。
8.如權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于所述兩夾塊經(jīng)螺釘或銷子連接。
9.如權(quán)利要求1-5任一所述的夾具，其特征在于所述外卡套的外形呈十字形。
10.如權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于所述外卡套的外形呈十字形。
專利摘要本實用新型涉及一種壓縮式壓電傳感器裝配用夾具，屬于傳感器領(lǐng)域。本實用新型的壓縮式壓電傳感器裝配用夾具，包括外卡套和契合于外卡套內(nèi)的內(nèi)鎖緊套，所述外卡套包括兩對稱的夾塊和兩夾塊圍成的通孔，兩夾塊可拆卸式連接，所述內(nèi)鎖緊套內(nèi)還設(shè)有與之相配合的襯套。本實用新型外卡套和內(nèi)鎖緊套采用碳鋼或不銹鋼材料制成，其襯套采用軟性材料制成，使用本實用新型的夾具來裝配壓縮式壓電傳感器，可以提高裝配的一次成功率、產(chǎn)品的一致性并獲得更優(yōu)異的性能。
文檔編號B25B11/02GK201998085SQ20102064307
公開日2011年10月5日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者毛利萍, 王根水, 董顯林 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所