壓電式傳感器的預緊及防松機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及壓電式傳感器的預緊及防松機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電式傳感器具有響應頻帶寬、靈敏度高、信噪比大、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、重量輕、幾乎不存在滯后現(xiàn)象等優(yōu)點，在各種動態(tài)力、加速度、機械沖擊與振動的測量，以及聲學、醫(yī)學、力學、宇航等方面都得到了非常廣泛的應用。壓電式傳感器是利用壓電材料的正壓電效應制成的，工作原理為:當壓電材料沿著一定方向受到外力作用時，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在其兩個端面上便產(chǎn)生符號相反的電荷，且電荷量與外力的大小成正比；當作用力方向改變時，電荷的極性也隨之改變;當外力去掉后，又恢復到不帶電的狀態(tài)。
[0003]所有的壓電式傳感器在使用前都必須有一定的預緊，也即以某種方式對其施加初始預壓力，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、動態(tài)特性;(2)通過調(diào)節(jié)預緊力大小，可以調(diào)整傳感器的線性度和靈敏度。基于壓電式傳感器的工作原理，其預緊裝置必須滿足如下四點要求:(I)不僅適用于靜態(tài)測量過程，也適用于動態(tài)測量過程，具備鎖緊防松功能；(2)預緊力的施加及調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確；(3)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，容易實現(xiàn)裝拆；(4)不影響傳感器本身的測量過程，且不分載被測量。
[0004]壓電式傳感器的傳統(tǒng)預緊方法是將中心螺栓(配合螺母)穿過壓電材料加載預壓力，其優(yōu)點是預緊力的大小調(diào)節(jié)方便，但由于預緊件與壓電材料剛性并聯(lián)，所以必然會產(chǎn)生分載作用，即被測量不能百分百地傳遞到敏感元件上，有一部分消耗在預緊件的彈性變形上;而且，螺旋副之間容易產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，造成預緊聯(lián)接松動。專利號為201220742215.7的《一種用于螺栓防松用的防松板》公開了一種兩端各布置一個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。專利號為201180025535.9的《防松螺母及具備防松螺母的耦合單元》公開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。然而，當將上述兩個發(fā)明用于壓電式傳感器的預緊及防松時卻存在預緊力調(diào)節(jié)困難的不足。綜上可知，目前已有技術(shù)還不能同時實現(xiàn)壓電式傳感器的預緊和防松，不能滿足其預緊裝置的四點要求，這使得該類測量儀器的性能很難達到預期的高、精、尖目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、使用方便的壓電式傳感器的預緊及防松機構(gòu)。
[0006]為實現(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、外平臺、壓電材料、副板、預緊柱、鎖緊板、螺釘;所述內(nèi)平臺為長方體結(jié)構(gòu);所述外平臺為有兩個對面開口的空心長方體結(jié)構(gòu);所述的內(nèi)平臺和壓電材料均設(shè)于外平臺的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺的兩端通過環(huán)氧樹脂膠連接有壓電材料，壓電材料的一端通過環(huán)氧樹脂膠連接有副板，外平臺內(nèi)側(cè)中部設(shè)置有盲槽，副板與盲槽配合;所述的預緊柱由卡槽柱、螺紋柱、光軸柱同軸依次連接而成;所述的外平臺外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺與預緊柱通過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通過螺釘固定連接。
[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，步驟I:解鎖，將所有鎖緊板上的一個螺釘擰出、另一個螺釘擰松，同時將鎖緊板中部從卡槽柱的卡槽中撥出；步驟2:微調(diào)預緊柱，擰緊或擰松兩個預緊柱的螺紋柱，直至達到預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的外表面對齊;步驟3:鎖緊，將所有鎖緊板中部撥進卡槽柱的卡槽中，同時擰緊所有螺釘。
[0010]采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為:
1、能夠同時實現(xiàn)壓電式傳感器的預緊及防松功能，且預緊力大小的調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確；
2、預緊裝置不影響壓電式傳感器的測量過程和后續(xù)解算，不存在分載效應和附加作用力。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明預緊柱5的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]附圖標記說明:
內(nèi)平臺1、外平臺2、壓電材料3、副板4、預緊柱5、卡槽柱51、螺紋柱52、光軸柱53、卡槽54、鎖緊板6、螺釘7。
【具體實施方式】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，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【具體實施方式】采用如下技術(shù)方案:它包含內(nèi)平臺1、外平臺2、壓電材料3、副板4、預緊柱5、鎖緊板6、螺釘7;所述內(nèi)平臺I為長方體結(jié)構(gòu);所述外平臺2為有兩個對面開口的空心長方體結(jié)構(gòu);所述的內(nèi)平臺I和壓電材料3均設(shè)于外平臺2的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺I的兩端通過環(huán)氧樹脂膠連接有壓電材料3，壓電材料3的一端通過環(huán)氧樹脂膠連接有副板4，外平臺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2外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺2與預緊柱5通過螺紋柱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2通過螺釘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【具體實施方式】操作時，步驟I:解鎖，將所有鎖緊板上的一個螺釘擰出、另一個螺釘擰松，同時將鎖緊板中部從卡槽柱的卡槽中撥出；步驟2:微調(diào)預緊柱，擰緊或擰松兩個預緊柱的螺紋柱，直至達到預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的外表面對齊;步驟3:鎖緊，將所有鎖緊板中部撥進卡槽柱的卡槽中，同時擰緊所有螺釘。
[0018]本【具體實施方式】在實際工作過程中:當測量對象為力信號時，輸入量作用于內(nèi)平臺I;當測量對象為加速度信號時，輸入量作用于外平臺2。
[0019]采用上述結(jié)構(gòu)后，本【具體實施方式】產(chǎn)生的有益效果為:
1、能夠同時實現(xiàn)壓電式傳感器的預緊及防松功能，且預緊力大小的調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確；
2、預緊裝置不影響壓電式傳感器的測量過程和后續(xù)解算，不存在分載效應和附加作用力。
[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。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(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)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.壓電式傳感器的預緊及防松機構(gòu)，其特征在于:它包含內(nèi)平臺、外平臺、壓電材料、副板、預緊柱、鎖緊板、螺釘;所述內(nèi)平臺為長方體結(jié)構(gòu);所述外平臺為有兩個對面開口的空心長方體結(jié)構(gòu);所述的內(nèi)平臺和壓電材料均設(shè)于外平臺的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺的兩端通過環(huán)氧樹脂膠連接有壓電材料，壓電材料的一端通過環(huán)氧樹脂膠連接有副板，外平臺內(nèi)側(cè)中部設(shè)置有盲槽，副板與盲槽配合;所述的預緊柱由卡槽柱、螺紋柱、光軸柱同軸依次連接而成;所述的外平臺外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺與預緊柱通過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通過螺釘固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式傳感器的預緊及防松機構(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緊及防松機構(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】壓電式傳感器的預緊及防松機構(gòu)，它涉及測量技術(shù)領(lǐng)域；所述外平臺為有兩個對面開口的空心長方體結(jié)構(gòu)；所述的內(nèi)平臺和壓電材料均設(shè)于外平臺的容置腔內(nèi)，內(nèi)平臺的兩端通過環(huán)氧樹脂膠連接有壓電材料，壓電材料的一端通過環(huán)氧樹脂膠連接有副板，外平臺內(nèi)側(cè)中部設(shè)置有盲槽，副板與盲槽配合；所述的預緊柱由卡槽柱、螺紋柱、光軸柱同軸依次連接而成；所述的外平臺外側(cè)中部設(shè)置有螺紋盲孔，外平臺與預緊柱通過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通過螺釘固定連接。本發(fā)明能夠同時實現(xiàn)壓電式傳感器的預緊及防松功能，且預緊力大小的調(diào)節(jié)方便、穩(wěn)定、精確。
【IPC分類】F16B35/04, F16B39/10, G01D5/12
【公開號】CN105673657
【申請?zhí)枴緾N201610166378
【發(fā)明人】尤晶晶, 嚴飛, 王進, 狄文和, 左飛堯, 王立杰
【申請人】南京林業(yè)大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月23日