專利名稱：力加載裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械領域，具體而言，涉及一種力加載裝置。
背景技術：
在機械設備的靜剛度試驗中，力加載裝置的力加載方式及其精度直接影響著被測機械設備的靜剛度試驗值的準確性，對于測量結(jié)果是否能直接反映機械設備的實際受力狀態(tài)起著至關重要的作用。在靜剛度試驗時，要求力的加載過程要平穩(wěn)，加載時用力均勻，力口載盡量準確，被測對象(如主軸)不應產(chǎn)生剛性位移，從而確保所測變形為在力的作用下被測對象的彈性變形。這就要求力加載裝置既要有較好的順應性，又要有較高的精度和靈敏度。已有的力加載裝置采用以下兩種力加載方式一種是螺旋加力，另一種是液壓加力。這兩種力加載方式是通過在螺旋機構或液壓機構的前端連接一個S型壓力傳感器來實現(xiàn)力的加載、卸載及測量。由于螺旋機構和液壓機構本身在施力過程中必定伴隨著剛性的位移，并且在力的控制上很難實現(xiàn)均勻、平穩(wěn)運行。在靜剛度試驗中，主要存在以下兩點問題1、在力加載過程中可能產(chǎn)生剛性位移，從而不能真實地反映被測對象的彈性變形；2、 在力加載和卸載過程中不能實現(xiàn)對力的精確控制，可調(diào)性比較差。因此，測量結(jié)果往往波動性較大，尤其在回程(力卸載)上力的不均勻性表現(xiàn)地更突出，不能較好地反應被測對象的靜剛度特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種可以在力的加載和卸載過程中實現(xiàn)對力的精確控制、且不使被測物體產(chǎn)生剛性位移的力加載裝置。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例提出一種力加載裝置，所述力加載裝置包括外殼，所述外殼內(nèi)限定有容納腔；螺紋件，所述螺紋件形成有螺紋孔且可前后移動地設置在所述容納腔內(nèi)；傳動桿，所述傳動桿可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述容納腔內(nèi)且所述傳動桿的前端形成有預定長度的外螺紋，所述傳動桿的前端螺紋配合在所述螺紋孔內(nèi)以通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述螺紋件前后移動；頂桿，所述頂桿的后端設置在所述容納腔內(nèi)而所述頂桿的前端伸出所述容納腔，且所述頂桿可前后移動；彈性件，所述彈性件設置在所述容納腔內(nèi)且位于所述螺紋件與所述頂桿之間；和驅(qū)動件，所述驅(qū)動件與所述傳動桿的后端相連以驅(qū)動所述傳動桿旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置通過在所述螺紋件與所述頂桿之間設置所述彈性件，從而可以對被測物體施加彈性力，這樣可以使所述被測物體不產(chǎn)生剛性位移。而且， 所述力加載裝置通過壓縮和釋放所述彈性件來進行力的加載和卸載，這樣可以確保在力的加載和卸載過程中力均勻，且可以現(xiàn)實對力的精確控制。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置可以具有如下附加的技術特征
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述力加載裝置進一步包括力傳感器，所述力傳感器設置在所述容納腔內(nèi)并位于所述頂桿與所述彈性件之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述力加載裝置進一步包括墊塊，所述墊塊設置在所述彈性件和力傳感器之間。通過在所述彈性件和力傳感器之間設置所述墊塊可以避免由所述彈性件與所述力傳感器線性接觸而造成的所述力傳感器受力不均勻，從而可以提高靜剛度測量的準確性。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述外殼包括筒體，所述頂桿、所述彈性件和所述螺紋件分別設置在所述筒體內(nèi)；箱體，所述箱體安裝在所述筒體的后端且與所述筒體內(nèi)部連通，所述傳動桿可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述箱體內(nèi)且所述傳動桿的前端伸入到所述筒體內(nèi)以與所述螺紋件配合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述驅(qū)動件包括旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述箱體上，所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端伸入所述箱體且所述旋轉(zhuǎn)軸的第二端伸出所述箱體；轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸的第二端上；和其中所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端通過齒輪傳動機構與所述傳動桿的后端相連以驅(qū)動所述傳動桿旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述齒輪傳動機構包括第一齒輪，所述第一齒輪安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端；和第二齒輪，所述第二齒輪安裝在所述傳動桿的后端并與所述第一齒輪嚙合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一齒輪和第二齒輪均為錐齒輪。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述齒輪傳動機構包括第一圓柱齒輪，所述第一圓柱齒輪安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端；第二圓柱齒輪，所述第二圓柱齒輪安裝在所述傳動桿的后端；和第三圓柱齒輪，所述第三圓柱齒輪安裝在所述箱體內(nèi)并且分別與所述第一和第二圓柱齒輪嚙合。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述力加載裝置還包括用于限制所述螺紋件在所述外殼內(nèi)沿前后方向移動的限位件，其中所述外殼上設置有沿前后方向延伸預定長度的槽孔， 所述限位件的一端與所述螺紋件相連且所述限位件的另一端容納在所述槽孔中。這樣可以使所述螺紋件沿著所述槽孔移動，從而不僅可以保證所述螺紋件沿直線運動，而且可以限制所述螺紋件的行程，避免加載的力超過加載極限。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述彈性件為碟簧。由于碟簧的剛度大，可以以較小的變形來承受較大的載荷，因此利用碟簧作為所述彈性件可以提高所述力加載裝置的力加載性能，即所述力加載裝置可以加載更大的力，從而向被測物體施加更大的力。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述碟簧為沿前后方向并排設置的多個。通過設置多個沿前后方向并排設置的碟簧可以進一步提高所述力加載裝置的力加載性能。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括連接桿，所述頂桿具有空腔，所述連接桿的后端安裝有止擋件，且所述連接桿的前端依次穿過所述多個碟簧以伸入所述頂桿的空腔內(nèi)且所述連接桿的前端在所述空腔內(nèi)可移動。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述多個碟簧以對合或者疊合方式設置。由于碟簧的剛度大，可以以較小的變形來承受較大的載荷，而且碟簧具有變剛度的特性，因此可以通過不同的組合方式來設置所述多個碟簧，這樣可以使碟簧的特性在很大范圍內(nèi)變化，從而可以使所述力加載裝置具有多個等級的力加載性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述螺紋件為筒狀，所述螺紋件的前端敞開且所述螺紋孔貫通所述螺紋件的后端壁形成。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置的原理示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的力加載裝置的結(jié)構示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的力加載裝置的結(jié)構示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的力加載裝置的左視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的力加載裝置的等軸視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的力加載裝置的結(jié)構示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的力加載裝置的結(jié)構示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的力加載裝置的左視圖。附圖標記說明力加載裝置100、外殼110、容納腔111、筒體112、箱體113、槽孔114、第一軸承 115、第二軸承116、軸承座117、119、軸襯襯套118、螺紋件120、限位件121、傳動桿130、凸起131、頂桿140、空腔141、螺釘142、彈性件150、驅(qū)動件160、旋轉(zhuǎn)軸161、轉(zhuǎn)輪162、第一齒輪163、第二齒輪164、第一圓柱齒輪165、第二圓柱齒輪166、第三圓柱齒輪167、鍵168、第三圓柱齒輪軸169、力傳感器170、墊塊180、連接桿190、止擋件191、192。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相
對重要性。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、 “連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。下面參照圖1-8描述根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置100。如圖1-8所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置100包括外殼110、螺紋件120、傳動桿130、頂桿140、彈性件150 和驅(qū)動件160。外殼110內(nèi)限定有容納腔111。螺紋件120形成有螺紋孔且可前后移動地設置在容納腔111內(nèi)。傳動桿130可旋轉(zhuǎn)地安裝在容納腔111內(nèi)且傳動桿130的前端形成有預定長度的外螺紋，傳動桿130的前端螺紋配合在所述螺紋孔內(nèi)以通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺紋件 120前后移動。頂桿140的后端設置在容納腔111內(nèi)而頂桿140的前端伸出容納腔111，且頂桿140可前后移動。彈性件150設置在容納腔111內(nèi)且位于螺紋件120與頂桿140之間。 驅(qū)動件160與傳動桿130的后端相連以驅(qū)動傳動桿130旋轉(zhuǎn)。 在本發(fā)明中，“前端”是指在利用根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時靠近所述被測物體的端部，“遠端”是指在利用根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時遠離所述被測物體的端部。本領域技術人員可以理解的是，在未利用力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時，彈性件150可以與螺紋件120和/或頂桿140接觸，也可以不與螺紋件120和/或頂桿 140接觸。而在利用力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時，彈性件150分別與螺紋件 120和頂桿140緊密接觸。根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置100通過在螺紋件120與頂桿140之間設置彈性件150，從而可以對被測物體施加彈性力，這樣可以使所述被測物體不產(chǎn)生剛性位移。而且， 力加載裝置100通過壓縮和釋放彈性件150來進行力的加載和卸載，這樣可以確保在力的加載和卸載過程中力均勻，且可以現(xiàn)實對力的精確控制。在本發(fā)明的一些實施例中，力加載裝置100可以進一步包括力傳感器170，力傳感器170可以設置在容納腔111內(nèi)并位于頂桿140與彈性件150之間。力傳感器170可以用于測量力加載裝置100對被測物體施加的初始力、每次加載后的力和每次卸載后的力。力傳感器170也可以設置在被測物體的表面上，并在利用力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時與頂桿140相接觸，即頂桿140頂在力傳感器170上。在本發(fā)明的一個具體示例中， 力傳感器170可以固定在頂桿140。具體地，可以通過螺釘142將力傳感器170固定在頂桿 140。本領域技術人員可以理解的是，在未利用力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時，力傳感器170可以與頂桿140和/或彈性件150接觸，也可以不與頂桿140和/或彈性件150接觸。而在利用力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時，力傳感器170分別與頂桿140和彈性件150緊密接觸。如圖2和圖3所示，在本發(fā)明的一個實施例中，力加載裝置100可以進一步包括墊塊180，墊塊180可以設置在彈性件150和力傳感器170之間。通過在彈性件150和力傳感器170之間設置墊塊180可以避免由彈性件150與力傳感器170線性接觸而造成的力傳感器170受力不均勻，從而可以提高靜剛度測量的準確性。本領域技術人員可以理解的是， 在未利用力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時，墊塊180可以與彈性件150和/或力傳感器170接觸，也可以不與彈性件150和/或力傳感器170接觸。而在利用力加載裝置 100測量被測物體的靜剛度時，力傳感器170分別與彈性件150和力傳感器170緊密接觸。在本發(fā)明的一些實施例中，外殼110可以包括筒體112和箱體113。頂桿140、彈性件150和螺紋件120可以分別設置在筒體112內(nèi)。箱體113可以安裝在筒體112的后端且可以與筒體112內(nèi)部連通，傳動桿130可以可旋轉(zhuǎn)地安裝在箱體113內(nèi)且傳動桿130的前端可以伸入到筒體112內(nèi)以與螺紋件120配合。其中，容納腔111可以包括筒體112內(nèi)的空間和箱 體113內(nèi)的空間。具體地，筒體112和箱體113可以一體地形成。筒體112還可以設置有用于連接力加載裝置100的支撐架的限位槽，從而可以方便地安裝所述支撐架。如圖2和圖3所示，傳動桿130可以通過軸承、以及軸承座或者軸襯襯套可旋轉(zhuǎn)地安裝在箱體113內(nèi)。具體地，軸承可以套裝在傳動桿130上，且軸承可以通過軸承座或者軸襯襯套固定在箱體113的壁上。為了使傳動桿130更穩(wěn)固地安裝在箱體113內(nèi)，在本發(fā)明的一個具體示例中，可以在傳動桿130上套裝第一軸承115和第二軸承116，且第一軸承115 可以通過軸承座117固定在箱體113的后壁上，第二軸承116可以通過軸襯襯套118固定在箱體113的前壁上。其中，箱體113的后壁是指在利用根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置 100測量被測物體的靜剛度時箱體113的遠離所述被測物體的壁，箱體113的前壁是指在利用根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置100測量被測物體的靜剛度時箱體113的靠近所述被測物體的壁。如圖2和圖3所示，傳動桿130的后端可以設置有凸起131，凸起131可以抵靠在軸承座117上，這樣可以使傳動桿130不前后移動，而是可以使傳動桿130通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺紋件120前后移動。在本發(fā)明的一些示例中，驅(qū)動件160可以包括旋轉(zhuǎn)軸161和轉(zhuǎn)輪162。旋轉(zhuǎn)軸161 可以可旋轉(zhuǎn)地安裝在箱體113上，旋轉(zhuǎn)軸161的第一端可以伸入箱體113且旋轉(zhuǎn)軸161的第二端可以伸出箱體113。轉(zhuǎn)輪162可以安裝在旋轉(zhuǎn)軸161的第二端上。其中，旋轉(zhuǎn)軸161 的第一端可以通過齒輪傳動機構與傳動桿130的后端相連以驅(qū)動傳動桿130旋轉(zhuǎn)。具體地， 旋轉(zhuǎn)軸161可以通過軸承、以及軸承座或者軸襯襯套可旋轉(zhuǎn)地安裝在箱體113上。具體地， 軸承可以套裝在旋轉(zhuǎn)軸161上，且軸承可以通過軸承座或者軸襯襯套固定在箱體113的壁上。為了使旋轉(zhuǎn)軸161更穩(wěn)固地安裝在箱體113上，在本發(fā)明的一個具體示例中，可以在旋轉(zhuǎn)軸161上間隔開地套裝多個軸承，且所述多個軸承可以通過軸承座119固定在箱體113 上。具體地，轉(zhuǎn)輪162可以焊接在旋轉(zhuǎn)軸161的第二端上以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸161旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪162 還可以通過鍵168固定在旋轉(zhuǎn)軸161的第二端上以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸161旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，在本發(fā)明的一個具體示例中，所述齒輪傳動機構可以包括第一齒輪 163和第二齒輪164。第一齒輪163可以安裝在旋轉(zhuǎn)軸161的第一端，第二齒輪164可以安裝在傳動桿130的后端并可以與第一齒輪163嚙合。這樣，轉(zhuǎn)輪162可以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸161 旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸161可以通過嚙合的第一齒輪163和第二齒輪164驅(qū)動傳動桿130旋轉(zhuǎn)。具體地，第一齒輪163和第二齒輪164都可以是錐齒輪。通過利用錐齒輪傳動可以改變力的傳遞方向，從而方便力的加載和卸載，并可以避免裝配力加載裝置100時各個部件之間產(chǎn)生干涉。第二齒輪164的轉(zhuǎn)動力矩可以大于第一齒輪163的轉(zhuǎn)動力矩，從而可以進一步提高在力的加載和卸載過程中對力的精確控制。如圖6所示，在本發(fā)明的另一個具體示例中，所述齒輪傳動機構可以包括第一圓柱齒輪165、第二圓柱齒輪166和第三圓柱齒輪167。第一圓柱齒輪165可以安裝在旋轉(zhuǎn)軸 161的第一端，第二圓柱齒輪166可以安裝在傳動桿130的后端，第三圓柱齒輪167可以安裝在箱體113內(nèi)并且可以分別與第一圓柱齒輪165和第二圓柱齒輪166嚙合。這樣，轉(zhuǎn)輪 162可以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸161旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸161可以通過依次嚙合的第一圓柱齒輪165、第三圓柱齒輪167和第二圓柱齒輪166驅(qū)動傳動桿130旋轉(zhuǎn)。具體地，第三圓柱齒輪167可以通過第三圓柱齒輪軸169安裝在箱體113內(nèi)，第三圓柱齒輪軸169可以通過軸承和軸承襯套可旋轉(zhuǎn)地安裝在箱體113的壁上。第二圓柱齒輪166的轉(zhuǎn)動力矩可以大于第三圓柱齒輪167 的轉(zhuǎn)動力矩，第三圓柱齒輪167的轉(zhuǎn)動力矩可以大于第一圓柱齒輪165的轉(zhuǎn)動力矩，從而可以進一步提高在力的加載和卸載過程中對力的精確控制。本領域技術人員可以理解的是， 所述齒輪傳動機構可以包括兩個嚙合的圓柱齒輪來實現(xiàn)傳動，也可以包括三個以上的依次嚙合的圓柱齒輪來實現(xiàn)傳動。
在本發(fā)明的一些具體示例中，彈性件150可以是碟簧。由于碟簧的剛度大，可以以較小的變形來承受較大的載荷，因此利用碟簧作為彈性件150可以提高力加載裝置100的力加載性能，即力加載裝置100可以加載更大的力，從而向被測物體施加更大的力。在本發(fā)明的一個具體示例中，所述碟簧可以是沿前后方向A(圖2、圖3、圖6和圖7中的箭頭方向) 并排設置的多個。通過設置多個沿前后方向A并排設置的碟簧可以進一步提高力加載裝置 100的力加載性能。具體地，所述多個碟簧可以以對合方式或者疊合方式設置。由于碟簧的剛度大，可以以較小的變形來承受較大的載荷，而且碟簧具有變剛度的特性，因此可以通過不同的組合方式來設置所述多個碟簧，這樣可以使碟簧的特性在很大范圍內(nèi)變化，從而可以使力加載裝置100具有多個等級的力加載性能。也就是說，可以通過改變所述多個碟簧的組合方式來改變力加載裝置100的力加載性能。此外，還可以通過改變碟簧的厚度和數(shù)量來改變力加載裝置100的力加載性能。如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，力加載裝置100還可以包括用于限制螺紋件120在外殼110內(nèi)沿前后方向A移動的限位件121，其中外殼110上可以設置有沿前后方向A延伸預定長度的槽孔114，限位件121的一端可以與螺紋件120相連且限位件121的另一端可以容納在槽孔114中。這樣可以使螺紋件120沿著槽孔114移動，從而不僅可以保證螺紋件120沿直線運動，而且可以限制螺紋件120的行程，避免加載的力超過加載極限。 具體地，限位件121可以是螺釘，其中所述螺釘?shù)穆菁y部可以通過螺紋配合與螺紋件120相連，所述螺釘?shù)念^部可以容納在槽孔114中。在本發(fā)明的一些實施例中，力加載裝置100還可以包括連接桿190，頂桿140可以具有空腔141，連接桿190的后端可以安裝有止擋件191，且連接桿190的前端可以依次穿過所述多個碟簧以伸入頂桿140的空腔141內(nèi)且連接桿190的前端可以在空腔141內(nèi)可移動。通過設置連接桿190可以使所述多個碟簧更好地裝配組合，避免所述多個碟簧在力的加載和卸載過程中可能發(fā)生相對位移。而且通過在連接桿190的后端安裝止擋件191，可以在力的卸載過程中防止連接桿190脫離所述多個碟簧。具體地，止擋件191可以固定在螺紋件120上。在本發(fā)明的一個具體示例中，連接桿190的前端可以安裝有止擋件192。具體地，止擋件191和止擋件192可以是螺母。在力加載裝置100還包括墊塊180和/或力傳感器170時，連接桿190還可以穿過墊塊180和/或力傳感器170，從而可以使所述多個碟簧、墊塊180和力傳感器170更好地裝配組合，避免所述多個碟簧、墊塊180和力傳感器170在力的加載和卸載過程中可能發(fā)生相對位移。如圖2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，螺紋件120可以是筒狀，螺紋件120的前端敞開且所述螺紋孔貫通螺紋件120的后端壁形成。具體地，螺紋件120可以是螺母。根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置100可以確保在力的加載和卸載過程中力均勻，且可以現(xiàn)實對力的精確控制。 在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種力加載裝置，其特征在于，包括 外殼，所述外殼內(nèi)限定有容納腔；螺紋件，所述螺紋件形成有螺紋孔且可前后移動地設置在所述容納腔內(nèi)； 傳動桿，所述傳動桿可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述容納腔內(nèi)且所述傳動桿的前端形成有預定長度的外螺紋，所述傳動桿的前端螺紋配合在所述螺紋孔內(nèi)以通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述螺紋件前后移動；頂桿，所述頂桿的后端設置在所述容納腔內(nèi)而所述頂桿的前端伸出所述容納腔，且所述頂桿可前后移動；彈性件，所述彈性件設置在所述容納腔內(nèi)且位于所述螺紋件與所述頂桿之間；和驅(qū)動件，所述驅(qū)動件與所述傳動桿的后端相連以驅(qū)動所述傳動桿旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權利要求1所述的力加載裝置，其特征在于，進一步包括力傳感器，所述力傳感器設置在所述容納腔內(nèi)并位于所述頂桿與所述彈性件之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的力加載裝置，其特征在于，進一步包括墊塊，所述墊塊設置在所述彈性件和力傳感器之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的力加載裝置，其特征在于，所述外殼包括 筒體，所述頂桿、所述彈性件和所述螺紋件分別設置在所述筒體內(nèi)；箱體，所述箱體安裝在所述筒體的后端且與所述筒體內(nèi)部連通，所述傳動桿可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述箱體內(nèi)且所述傳動桿的前端伸入到所述筒體內(nèi)以與所述螺紋件配合。
5.根據(jù)權利要求4所述的力加載裝置，其特征在于，所述驅(qū)動件包括旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述箱體上，所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端伸入所述箱體且所述旋轉(zhuǎn)軸的第二端伸出所述箱體；轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸的第二端上；和其中所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端通過齒輪傳動機構與所述傳動桿的后端相連以驅(qū)動所述傳動桿旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權利要求5所述的力加載裝置，其特征在于，所述齒輪傳動機構包括 第一齒輪，所述第一齒輪安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端；和第二齒輪，所述第二齒輪安裝在所述傳動桿的后端并與所述第一齒輪嚙合。
7.根據(jù)權利要求6所述的力加載裝置，其特征在于，所述第一齒輪和第二齒輪均為錐齒輪。
8.根據(jù)權利要求5所述的力加載裝置，其特征在于，所述齒輪傳動機構包括 第一圓柱齒輪，所述第一圓柱齒輪安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸的第一端；第二圓柱齒輪，所述第二圓柱齒輪安裝在所述傳動桿的后端；和第三圓柱齒輪，所述第三圓柱齒輪安裝在所述箱體內(nèi)并且分別與所述第一和第二圓柱齒輪嚙合。
9.根據(jù)權利要求1所述的力加載裝置，其特征在于，還包括用于限制所述螺紋件在所述外殼內(nèi)沿前后方向移動的限位件，其中所述外殼上設置有沿前后方向延伸預定長度的槽孔，所述限位件的一端與所述螺紋件相連且所述限位件的另一端容納在所述槽孔中。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的力加載裝置，其特征在于，所述彈性件為碟簧。
11.根據(jù)權利要求10所述的力加載裝置，其特征在于，所述碟簧為沿前后方向并排設置的多個。
12.根據(jù)權利要求11所述的力加載裝置，其特征在于，還包括連接桿，所述頂桿具有空腔，所述連接桿的后端安裝有止擋件，且所述連接桿的前端依次穿過所述多個碟簧以伸入所述頂桿的空腔內(nèi)且所述連接桿的前端在所述空腔內(nèi)可移動。
13.根據(jù)權利要求11所述的力加載裝置，其特征在于，所述多個碟簧以對合或者疊合方式設置。
14.根據(jù)權利要求11所述的力加載裝置，其特征在于，所述螺紋件為筒狀，所述螺紋件的前端敞開且所述螺紋孔貫通所述螺紋件的后端壁形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種力加載裝置，力加載裝置包括外殼，外殼內(nèi)限定有容納腔；螺紋件，螺紋件形成有螺紋孔且可前后移動地設置在容納腔內(nèi)；傳動桿，傳動桿可旋轉(zhuǎn)地安裝在容納腔內(nèi)且傳動桿的前端形成有預定長度的外螺紋，傳動桿的前端螺紋配合在螺紋孔內(nèi)以通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺紋件前后移動；頂桿，頂桿的后端設置在容納腔內(nèi)而頂桿的前端伸出容納腔，且頂桿可前后移動；彈性件，彈性件設置在容納腔內(nèi)且位于螺紋件與頂桿之間；和驅(qū)動件，驅(qū)動件與傳動桿的后端相連以驅(qū)動傳動桿旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明實施例的力加載裝置可以確保在力的加載和卸載過程中力均勻，且能實現(xiàn)對力的精確控制。
文檔編號G01M13/00GK102156041SQ201110061669
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權日2011年3月15日
發(fā)明者馮平法, 吳志軍, 張建富, 趙沿民, 郁鼎文 申請人:清華大學