[發明專利]一種微力螺旋測量裝置及系統

有效

• 申請號: 201810165468.4
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108469326B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 陳江攀;張為雯;劉藝;王冬;劉艷;孫立敏;劉旭
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14;G01L5/24;G01L5/00
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種微力螺旋測量裝置，其特征在于，包括手柄(1)、應變式測扭矩傳感器(2)、壓電式測力傳感器(3)和工具頭(5)，

所述手柄(1)的下端與所述應變式測扭矩傳感器(2)連接，所述應變式測扭矩傳感器(2)下端與所述壓電式測力傳感器(3)上端連接，所述工具頭(5)通過頂絲(4)固定于所述壓電式測力傳感器(3)；

所述應變式測扭矩傳感器(2)包括：上轉接盤(21)、應變梁(22)、應變片(23)、下轉接盤(24)和動態應變儀(25)，

所述上轉接盤(21)上表面的中心位置設置上螺紋孔，所述上轉接盤(21)的兩端均設有上沉頭孔，所述手柄(1)通過在與所述應變式測扭矩傳感器(2)連接的一端設置手柄外螺紋與所述上轉接盤(21)的上螺紋孔配合連接所述手柄(1)與所述上轉接盤(21)，所述應變梁(22)位于所述上轉接盤(21)的下表面和所述下轉接盤(24)的上表面之間，所述應變梁(22)上端與所述上轉接盤(21)連接，所述應變片(23)粘貼于所述應變梁(22)上，所述應變片(23)通過導線與所述動態應變儀(25)連接，所述下轉接盤(24)下表面的中心位置設置下螺紋孔，所述下轉接盤(24)的兩端均設有下沉頭孔，所述應變梁(22)下端與所述下轉接盤(24)連接，所述壓電式測力傳感器(3)通過外螺紋與所述下螺紋孔配合連接所述壓電式測力傳感器(3)與所述下轉接盤(24)；

壓電式測力傳感器(3)包括：外殼(31)、轉接頭(32)、絕緣片(33)、電極片(34)、壓電片(35)、定位套(36)和底座(37)，

所述外殼(31)、所述轉接頭(32)、所述絕緣片(33)、所述電極片(34)、所述壓電片(35)、所述定位套(36)和所述底座(37)由從上向下的順序安裝，所述外殼(31)設有外殼內螺紋，所述底座(37)的上表面設有底座外螺紋，所述外殼內螺紋與所述底座外螺紋相配合連接所述外殼(31)與所述底座(37)，所述壓電式測力傳感器與所述應變式測扭矩傳感器連接的外螺紋位于所述轉接頭(32)上端，所述轉接頭(32)上端穿出所述外殼(31)通過所述轉接頭(32)上端的外螺紋與所述下螺紋孔相配合連接所述壓電式測力傳感器(3)與所述應變式測扭矩傳感器(2)，所述底座(37)的上表面設有圓環形限位槽，所述定位套(36)的下表面粘貼于所述圓環形限位槽的底面上，所述定位套(36)的側面設有兩個定位槽和與一個所述定位槽連通的信號線引出孔，所述壓電片(35)位于所述定位套內，所述壓電片(35)的極化方向與軸向拉壓方向一致，所述壓電片(35)的負極與所述圓環形限位槽的底面接觸，所述壓電片(35)的正極與所述電極片(34)的下表面接觸，所述電極片(34)側面開有圓孔與所述信號線引出孔同軸線對齊，所述絕緣片(33)側面設有兩個定位凸臺，兩個所述定位凸臺位于所述定位槽內，所述絕緣片(33)上表面與所述轉接頭(32)下表面接觸連接，所述底座(37)下端的下表面中心處設有圓孔，所述底座(37)下端的側表面中心處設有螺紋孔，所述頂絲(4)與所述底座(37)下端側表面中心處的螺紋孔相配合固定所述工具頭(5)于所述底座(37)下端的下表面的圓孔內；

所述外殼(31)、所述轉接頭(32)和所述底座(37)均為鋁制元件，所述定位套(36)為硬塑料元件，所述電極片(34)為銅制元件，所述絕緣片(33)為陶瓷元件。

2.根據權利要求1所述的微力螺旋測量裝置，其特征在于，所述應變梁(22)為方梁結構，每個所述應變梁(22)設有兩個半圓柱形凹槽，每個所述半圓柱形凹槽的背面粘貼所述應變片(23)，兩個所述應變梁(22)的上表面分別設有應變梁上螺紋孔，兩個所述應變梁(22)的下表面分別設有應變梁下螺紋孔，兩個所述應變梁(22)與所述上轉接盤(21)通過兩根螺栓連接所述應變梁上螺紋孔和所述上沉頭孔，兩個所述應變梁(22)與所述下轉接盤(24)通過兩根螺栓連接所述應變梁下螺紋孔和所述下沉頭孔，

其中兩個所述應變梁(22)關于所述上轉接盤(21)中心點與所述下轉接盤(24)中心點的連線中心對稱布置，每個所述應變梁(22)上的兩個所述半圓柱形凹槽設置在所述應變梁的同側分別與所述應變梁垂直貫通，所述半圓柱形凹槽的槽口方向與以兩個所述應變梁的距離為圓的其中一條切線的方向一致。