一种测力装置的施力机构

技术领域

本发明涉及力值测定技术领域，特别是一种测力装置的施力机构。

背景技术

标准测力机根据基本原理主要分为杠杆机、静重机和叠加式力标准机，由于杠杆机和静重机都是以砝码作为力源，对于千吨乃至万吨级超大型测力机而言，若通过砝码重力作为标准负荷，砝码势必十分庞大，加载十分困难，故对于超大型测力机通常采用叠加式力标准机。叠加式力标准机是以液压或者机械力发生器作为力源，力值大小是由标准传感器测定。标准传感器需要到高一级的测力机上去检定，得出它的力学特性才能用来确定力值。现有的测力装置一般只有一个力级的标准传感器，如果单纯用大力级的标准传感器去检定小力值待测产品的性能，则检定精度能力不足，造成了测力装置测力范围的局限。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种测力装置的施力机构。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测力装置的施力机构，包括第一力级施力源、第二力级施力源、第一力级传感器模组和第二力级传感器模组，所述第一力级施力源的最大施力值大于所述第二力级施力源的最大施力值，所述第一力级传感器模组测定的最大力值大于所述第二力级传感器模组测定的最大力值，所述第一力级施力源和第二力级施力源并列设置，所述第一力级施力源和第一力级传感器模组串接成第一测力路径，所述第二力级施力源、第二力级传感器模组和第一力级传感器模组串接成第二测力路径。

采用本发明技术方案，采用两个甚至多个测力路径，两个测力路径的测力范围处于不同量级，大大提高了测力装置的测力范围和测定精度，降低了购置成本；第一力级传感器模组单独实施测定或者与第二力级传感器模组串联实施测定，第一力级传感器模组作为公共结构基础，精简了装置布局结构，提升了测力装置结构稳定性。

进一步地，测力时，根据待测产品测定力值范围，选用所述第一测力路径和第二测力路径其中一个测力路径单独进行测力。

进一步地，所述第一测力路径和第二测力路径共同作用。

采用上述优选的方案，可以先通过第二力级施力源逐渐施力，期间第二力级传感器模组测定小的施力值；再通过第一力级施力源逐渐施力，而第二力级施力源逐渐释放，两力级施力源配合实现总施力的逐渐增加，实施大力值的检定。

进一步地，第一力级施力源和第二力级施力源为气缸、油缸、水缸和机械式直线顶升机构中的任一种或者为其中多种的集合。

采用上述优选的方案，根据测力装置实际应用场合选择合理的施力源。

进一步地，所述第一力级施力源和第二力级施力源都位于第一力级传感器模组的下方，所述第一力级施力源的施力部件与第一力级传感器模组的底盘接触或分离；所述第二力级施力源的施力部件与第二力级传感器模组连接，所述第二力级传感器模组顶端面与第一力级传感器模组的底盘接触或分离。

进一步地，所述第一力级传感器模组的最大测力值为所述第二力级传感器模组最大测力值的9倍。

采用上述优选的方案，大大提高测力装置的测力范围。

进一步地，所述第一力级传感器模组包括由上而下依次设置的第一层分压单元、第二层分压单元、9个标准传感器和底盘，9个标准传感器并列设置在底盘上；

第一层分压单元包括1个第一分压器，所述第一分压器包括第一盘体和3个第一压头，所述第一压头位于所述第一盘体下方；

第二层分压单元包括3个第二分压器，3个第二分压器分别位于3个所述第一压头的正下方，每个所述第二分压器包括第二盘体和3个第二压头，所述第二压头位于第二盘体下方，所述第二盘体与其正上方的第一压头的底面接触，每个第二压头下方对应设置1个标准传感器。

采用上述优选的方案，使9个标准传感器并列式均衡受力，测力范围增大到单个标准传感器的9倍，利用高精度小力值标准传感器的集群布局达成大力值标准传感器的精度实现，有效解决单独大吨位标准传感器测定精度不足的问题。

进一步地，所述第二力级传感器模组包括下压头和1个标准传感器，所述下压头与标准传感器顶面接触，第二力级施力源的施力部件与标准传感器底面接触。

采用上述优选的方案，通过下压头能将作用力有效稳定传递，提高标准传感器检测精度。

进一步地，所述第一力级施力源为环形结构设置，所述第二力级施力源和第二力级传感器模组位于所述第一力级施力源的环形内圈空间。

采用上述优选的方案，布局合理，提高结构稳定性。

进一步地，所述第一力级传感器模组的底盘下表面安装有外挡圈和内挡圈，所述外挡圈的内径稍大于所述第一力级施力源施力部件的顶部外径，所述内挡圈的内径稍大于所述第二力级传感器模组的下压头顶部外径。

采用上述优选的方案，能规制第一力级施力源施力部件和下压头的位置，防止偏位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式的结构示意图；

图2是与图1相对应的剖视图；

图3是施力机构下半部分的局部结构示意图；

图4是第一力级传感器模组的结构示意图；

图5是与图4相对应的剖视图；

图6是测力装置的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

10-第一力级传感器模组；11-底盘；111-外挡圈；112-内挡圈；121-第一层分压单元；1210-第一分压器；1211-第一盘体；1212-第一压头；122-第二层分压单元；1220-第二分压器；1221-第二盘体；1222-第二压头；13-标准传感器；21-第二力级传感器模组；211-下压头；212-标准传感器；22-第二力级施力源；23-第一力级施力源；30-反力架；301-上压块；302-移动座；40-机架；401-上座体；402-底座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，本发明的一种实施方式为：一种测力装置的施力机构，包括第一力级施力源23、第二力级施力源22、第一力级传感器模组10和第二力级传感器模组21，第一力级施力源23的最大施力值大于第二力级施力源22的最大施力值，第一力级传感器模组10测定的最大力值大于第二力级传感器模组21测定的最大力值，第一力级施力源23和第二力级施力源22并列设置，第一力级施力源23和第一力级传感器模组10串接成第一测力路径；第二力级施力源22、第二力级传感器模组21和第一力级传感器模组10串接成第二测力路径。

采用上述技术方案的有益效果是：采用两个甚至多个测力路径，两个测力路径的测力范围处于不同量级，大大提高了测力装置的测力范围和测定精度，降低了购置成本；第一力级传感器模组单独实施测定或者与第二力级传感器模组串联实施测定，第一力级传感器模组作为公共结构基础，精简了装置布局结构，提升了测力装置结构稳定性。

在本发明的另一些实施方式中，测力时，根据待测产品测定力值范围，选用第一测力路径和第二测力路径其中一个测力路径单独进行测力。例如第一力级传感器模组的最大测力范围为万吨力、第二力级传感器模组的最大测力范围为千吨力，若待测产品为千吨级力传感器的话，就采用第二测力路径进行测定，在第二测力路径中，第二力级传感器模组的检测精度更高，以其数据作为测定数据；若待测产品为万吨级力传感器的话，就采用第一测力路径进行测定。

在本发明的另一些实施方式中，在一些大力值产品测试场合，为了使得小力值测定区间精度更高，所述第一测力路径和第二测力路径在测定时共同作用，可以先通过第二力级施力源逐渐施力，期间第二力级传感器模组测定小的施力值；再通过第一力级施力源逐渐施力，而第二力级施力源逐渐释放，两力级施力源配合实现总施力的逐渐增加，实施大力值的检定。

在本发明的另一些实施方式中，第一力级施力源和第二力级施力源具体形式不作限定，可以根据测力装置实际应用场合选用，如气缸、油缸、水缸或者机械式直线顶升机构，也可以是上述其中几种方式的集合。

如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，第一力级施力源23和第二力级施力源21都位于第一力级传感器模组的下方，第一力级施力源23的施力部件与第一力级传感器模组的底盘11接触或分离；第二力级施力源22的施力部件与第二力级传感器模组21连接，第二力级传感器模组21顶端面与第一力级传感器模组的底盘11接触或分离。

目前全球还没有万吨测力机或力标准机，主要原因是市场上没有符合测定精度的万吨力传感器，符合测定精度要求的最大力值只能达到千吨。如图4、5所示，在本发明的另一些实施方式中，为了解决超大吨位测力机没有符合测定精度要求的独立标准传感器的问题，第一力级传感器模组10包括由上而下依次设置的第一层分压单元121、第二层分压单元122、9个标准传感器13和底盘11，9个标准传感器13并列设置在底盘11上；第一层分压单元121包括1个第一分压器1210，第一分压器1210包括第一盘体1211和3个第一压头1212，第一压头1212位于第一盘体1211下方；第二层分压单元122包括3个第二分压器1220，3个第二分压器1220分别位于3个第一压头1212的正下方，每个第二分压器1220包括第二盘体1221和3个第二压头1222，第二压头1222位于第二盘体1221下方，第二盘体1221与其正上方的第一压头1212的底面接触，每个第二压头1222下方对应设置1个标准传感器212。采用上述技术方案的有益效果是：使9个标准传感器并列式均衡受力，测力范围增大到单个标准传感器的9倍，利用高精度小力值标准传感器的集群布局达成大力值标准传感器的精度实现。

如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，第二力级传感器模组21包括下压头211和1个标准传感器212，下压头211与标准传感器212顶面接触，第二力级施力源22的施力部件与标准传感器212底面接触。采用上述技术方案的有益效果是：通过下压头能将作用力有效稳定传递，提高标准传感器检测精度。

如图1-3所示，在本发明的另一些实施方式中，第一力级施力源23为环形结构设置，第二力级施力源22和第二力级传感器模组21位于第一力级施力源23的环形内圈空间，布局合理，提高结构稳定性。第一力级传感器模组10的底盘11下表面安装有外挡圈111和内挡圈112，外挡圈111的内径稍大于第一力级施力源23施力部件的顶部外径，内挡圈112的内径稍大于第二力级传感器模组的下压头211顶部外径，能规制第一力级施力源施力部件和下压头的位置，防止偏位。

图6中示出了一种测力装置的结构图，测力装置包括机架40、施力机构和反力架30，机架40包括上座体401、底座402以及两者之间的立柱，反力架30包括上压块301、移动座302以及两者之间的连接螺杆，施力机构安装在机架上座体401上，反力架的上压块301压在施力机构的第一力级传感器模组上方，待测的受压产品放置在移动座302和上座体401之间，待测的受拉产品连接在移动座302和底座402之间，施力机构的施力源向上施加驱动力，通过第一力级传感器模组或/和第二力级传感器模组确定待测产品所受力值。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。