[发明专利]一种轴销式力传感器及检测轴销所承受径向力的方法

权利要求书

1.一种轴销式力传感器，其特征在于：包括轴销和至少四个应变片，每个应变片均匀布置在轴销的同一圆周径向上。

2.根据权利要求1所述的轴销式力传感器，其特征在于，位置相对的两个应变片为一组，每组应变片构成一个电桥电路输出，每组应变片分别代表不同方向的应变值。

3.根据权利要求1或2所述的轴销式力传感器，其特征在于，沿轴销外表面上开设有多个凹槽，应变片位于凹槽内。

4.根据权利要求1或2所述的轴销式力传感器，其特征在于，沿轴销的轴线开设有通孔，应变片位于通孔的内表面上。

5.一种检测轴销所承受径向力的方法，其特征在于，包括：

步骤1：在轴销的不同径向上布置有至少四个应变片，位置相对的两个应变片为一组，每组应变片构成一个电桥电路输出，每组应变片分别代表不同方向的应变值；

步骤2：在标定试验机上对轴销的圆周上进行加载径向力，采集与每个加载径向力对应的应变片的应变信号，

步骤3；建立预测数学模型；通过预测数学模型计算轴销所承受的径向力大小和方向。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于；在步骤2与步骤3之间，还包括建立神径网络模型或者支持向量机模型；将步骤2采集的每个加载径向力对应的应变片的应变信号数据输入到神径网络模型或者支持向量机模型中进行训练；得到径向力大小及方位的预测数学模型。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于；在步骤1中，应变片均匀布置在轴销的同一圆周径向上。

8.一种检测轴销所承受径向力的方法，其特征在于，包括：

在轴销的不同径向上布置有四个应变片，相邻两个应变片径向相隔90度，位置相对的两个应变片为一组，每组应变片分别接入电桥电路，每组应变片产生的应变信号单独输出，分别代表X、Y方向的应变值ε_x+ε_xy、ε_y+ε_yx；

在X、Y方向对轴销加载径向力，获取x、y方向加载径向力与应变信号之间的系数k1、k2；

在X、Y其它方向对轴销加载径向力，获取正交效应系数k12、k21；

根据下面公式计算x、y方向的真实分力：

p1=k1(ϵx+ϵxy)-k12k2(ϵy+ϵyx)1-k12k21,]]>p2=k2(ϵy+ϵyx)-k21k1(ϵx+ϵxy)1-k12k21;]]>

由p₁、p₂合成总的载荷并计算力的方位角θ=arctan(p₂p₁)。