[發(fā)明專利]機械傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 89104906.1
• 申請日: 1989-07-15
• 公開（公告）號: CN1039481A
• 公開（公告）日: 1990-02-07
• 發(fā)明（設計）人: 法拉爾-布拉德伯里
• 申請（專利權(quán)）人: 法拉爾-布拉德伯里
• 主分類號: G01D5/02
• 分類號: G01D5/02
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 張恒康

本發(fā)明涉及一種機械傳感器，它響應于施加于其上的一個方向上的力，產(chǎn)生在另一方向上的、一大小不同的力。

通常要求通過一個小力來控制一個大力，例如汽車就是利用腳剎車踏板提供的一相對小的力使其制動而靜止的。通常也要求用一較弱的信號產(chǎn)生一足夠的力來控制信號裝置，例如空氣管道內(nèi)的葉片可探測出很輕微的空氣流動，然而由于它的尺寸，它可以施加一足夠的力來操縱鍋爐或空調(diào)裝置內(nèi)的控制開關(guān)。然而，這些例子中的控制，要求相當大而復雜的放大系統(tǒng)，或者在空氣閥的情況下，有可能導致來自振動、過沖、低沖或阻尼較大引起的延時等干擾。如果把活塞或類似裝置用作緩沖器、阻尼器或驅(qū)動器，則力-推力之比取決于裝置內(nèi)徑的大小：為了容納或產(chǎn)生大的力，除非采用令人難以接受的高壓，則面積、從而也就是直徑，必須增大。然而，增大內(nèi)徑的尺寸，即增加對低壓的靈敏度，也會使軸向移動的活塞或氣缸增大慣性，從而減弱裝置對外部沖擊和振動力的響應和反應。例如，一壓力開關(guān)（包括一由一壓敏驅(qū)動器控制的電開關(guān)）可利用一大的圓形膜片由其表面的低壓力產(chǎn)生一足夠的力來克服開關(guān)的釋放力（開關(guān)可以是微動開關(guān)）。這種裝置的缺點是，膜片所在的平面垂直于操作開關(guān)所必需的位移的軸線，這樣裝置的體積就要求大。膜片的質(zhì)量和其他動部件也會使裝置對軸向振動的反應受到損害，從而引起錯誤操作。

本發(fā)明的一個目的在于提供一種能克服上述缺點的機械傳感器。

本發(fā)明所提供的機械傳感器包括一轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器包括多根兩端各自連在一起的細長柔性元件，且圍繞傳感器的縱向軸線間隔排列，轉(zhuǎn)換器的兩端沿所述的軸可以彼此相向或反向移動，該位移是由所述元件的彎曲或伸直產(chǎn)生的，這樣加在所述轉(zhuǎn)換器上的軸向力就轉(zhuǎn)換成由所述元件發(fā)出的徑向力，或者施加在所述元件上的徑向力就被轉(zhuǎn)換成軸向力。

可以理解，轉(zhuǎn)換器具有由多根肋條構(gòu)成的籠形構(gòu)件的一般形式。加在肋條籠形件的兩端之間的軸向力可以是推力或拉力，使元件或肋條徑向地向外或徑向地向內(nèi)彎曲或伸直。肋條籠形件所包含的體積比肋條籠形件兩端軸向移動的位移體積大得多。加在肋條上的徑向向內(nèi)或向外的力，在肋條籠形件的兩端產(chǎn)生放大得多的軸向力。這一力的放大量，在肋條彎曲或離開其伸直位置時特別大。

最好在轉(zhuǎn)換器或肋條籠形件的兩端有一施加或傳遞軸向力的裝置。肋條籠形件的兩端可以是各自連接的，以便施加或傳遞軸向力，連接可以繞在肋條籠形件的外圍或穿過肋條籠形件，或者兩種形式連接都有。

一彈性元件可以圍繞肋條籠形件外面或置于其內(nèi)部，它可用來施加或吸收作用在肋條籠形件上的力。這種彈性元件可包括一具有彈性或回彈力的、可承受肋條偏移的薄膜或膜片，從而可以吸收外部施加給肋條籠形件的軸向力的能量。膜片也可以是非彈性的，或可以是塑性的，有保持其偏移（轉(zhuǎn)）后的新形狀的傾向，或如果是彈性的，則它不需要在肋條籠形件上施加任何彈性力。

膜片可在肋條籠形件的內(nèi)部和外部之間形成密封。流體壓力可以加到肋條籠形件的內(nèi)部或外部以產(chǎn)生或吸收加在肋條籠形件兩端的軸向力。膜片可包括一在其兩端基本上封閉或密閉的筒形膜片。

一止動元件可放在肋條籠形件的內(nèi)部或外部，限制肋條向內(nèi)或向外的徑向位移和/或限制肋條籠形件兩端的軸向位移。用這種方法，止動元件能阻止肋條伸得太直，或過分伸直（即反向彎曲）或過分彎曲。

肋條籠形件可由一片狀材料形成或者制成單片模件。肋條也可由在其端部連接到或樞軸地連接到肋條籠形件的端部元件上的分離元件組成。

肋條籠形件一般是圓柱形的，但也可以是其他任何適當?shù)臋M截面（例如六角形的），且其側(cè)壁可以是平行的，錐形的，雙錐形的，階梯形的或其他任何的外形。

如果肋條籠形件在正常情況下肋條向外彎曲，肋條的中間可以比其端部寬，以便減小相鄰肋條之間的間隙。單根肋條可以具有任何適當?shù)男螤罨驒M截面。肋條可以制造得使其摩擦力或彈性特征改變或適合于傳感器。

下面參照附圖對本發(fā)明的一個實施例進行描述，該實施例僅作為本發(fā)明的用以舉例說明的一個例子，其中：

圖1為本發(fā)明傳感器的縱向剖面圖，表示傳感器靜止時的情況;

圖2為與圖1相似的剖面圖，表示傳感器受到所施加力時的情況;

圖3為形成傳感器肋條籠形件的一種片狀材料的平面圖;

圖4為表示肋條籠形件彎曲情況時的剖面圖;

圖5表示由圖3的片狀材料形成的肋條籠形件處在不彎曲時的情況;

圖6表示肋條籠形件彎曲時的情況;

圖7為由單個肋條元件組裝成的另一種形式的肋條籠形件的剖面圖;和

圖8為圓錐形肋條籠形件的剖面圖。