[发明专利]一种精确测试固定受力体承受外部施加的三维动态力的测力装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维动态力的传感器测试装置结构和测试方法的设计，尤其涉及一种对固定受力体承受外部施加的三维动态力进行实时动态测试的测试装置。

背景技术

目前三维动态力测试研究主要集中在高速切削、电机和轨道车辆等领域，国内有多项有关专利技术，如CN 102267069 A、CN 101526406 B、CN 203216659 U和CN 103424222 A，但是这些技术存在的主要问题是有的结构复杂、灵敏度低、制造成本高等缺陷，而且这些已有测力装置多是定型的测力平台针对特定的测试对象，无法满足多种测试对象的固定和测试需求。

发明内容

鉴于现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种用于测试固定受力体承受外部施加的三维动态力的测力装置，通过固定组件将受力体固定住，并通过传感器固定组固定多个方向的测试传感器，可用于测试固定件在外部作用下的轴向、垂向和切向的三维动态力，同时设置了可调整传感器位置和尺寸精度的安装固定机构，满足传感器和各部件间的配合和安装尺寸精度需求。

本发明所采用的技术方案是：

一种精确测试固定受力体承受外部施加的三维动态力的测力装置，包括支撑座组件、传感器固定组件、传感器组和受力体固定组件，传感器组与传感器固定组件连接，传感器固定组件通过圆轴与支撑座组件的安装圆孔滑动配合，受力体固定组件相对设置在支撑座的底座两端固定的左、右轴向支撑板之间，其底面、其中一侧面和背面均分别与单向压电型冲击力传感器一端紧固连接，并通过传感器固定组件的传感器固定轴分别穿过设置在支撑座组件1的安装圆孔固定。

所述支撑座组件由底座、侧向支撑板、轴向支撑板和紧固螺栓组成。底座用螺栓固定在平台上。两个轴向支撑板竖直板的凸台相对且紧靠底座左右两个凸台的外立面放置，以确保平行度和间距精度。同时，轴向支撑板的底面紧贴在底座两端低阶梯平面上且沉头孔与螺纹孔对齐，用螺栓固定，以确保底座凸台平面到轴向支撑板安装圆孔轴线的尺寸精度。侧向支撑板侧面上的三个凸台平面紧贴放置在底座对应的凸台平面上，以确保底座凸台平面到侧向支撑板安装圆孔轴线的尺寸精度，同时侧向支撑板的平面上的两个凸台与左、右两个轴向支撑板的侧面紧贴接触且保持相应的沉头孔与对应的螺纹孔对齐，用螺栓固定，以确保侧向支撑板凸台平面到轴向支撑板安装圆孔轴线的尺寸精度，以及底座、侧向支撑板和轴向支撑板三者主要凸台平面之间相互垂直的配合精度。

所述底座呈方槽形，两侧面上焊接有带圆孔的固定脚块，中部平面由中间向两端精加工有均匀间隔的三个凸台平面，左右两个凸台面上开有用于定位并安装传感器的内表面经过精加工的圆孔，并且左右两个凸台在底座平面两端向外各延伸有一个经过精加工且带有螺纹孔的低阶梯平面，用于定位安装轴向支撑板。

所述轴向支撑板呈有加强筋的L形，竖直板的平面上有一个表面经过精加工的凸台，凸台面上开有用于定位安装传感器的内表面经过精加工的圆孔，竖直板的一个侧面进行精加工，并开有一排螺纹孔，用于与侧向支撑板进行定位安装，底板上开有沉头孔，对应底座两端的螺纹孔。

所述侧向支撑板呈方槽形，中部平面的两端精加工有两个凸台平面，左右两个凸台面上开有用于定位安装传感器的内表面经过精加工的圆孔和用于与轴向支撑板固定配合的沉头孔，一边侧面上由中间向两端精加工有均匀间隔的三个凸台平面，与底座平面上的凸台平面对应配合。

所述传感器固定组由传感器固定轴和细牙螺母组成。单向压电型冲击力传感器的一个端面通过螺纹轴与传感器固定轴端面的螺纹孔紧固连接。三个传感器固定轴分别插入到底座、侧向支撑板和轴向支撑板的安装圆孔中，并保持传感器固定轴中部的光面圆轴与相对应的精加工的安装圆孔滑动配合，调整位置后用两个细牙螺母分别与所在支撑板的两侧进行固定。松开细牙螺母，通过调整传感器固定轴在对应安装圆孔中的位置来调整传感器的安装位置精度，调整好后再次锁定。

所述受力体固定组件由滑槽固定座、压紧滑块、连接板、盖板、锁紧螺杆、背板和螺栓、螺母等组成。压紧滑块凹形口朝下放置，在滑槽固定座的槽内滑动。锁紧螺杆下端的圆柱凸台穿过连接板中间的圆孔，用螺栓固定在压紧滑块顶面上。盖板中间的螺纹孔与锁紧螺杆配合，并通过螺栓固定在滑槽固定座的顶部端面上。转动锁紧螺杆可以推动压紧滑块上下移动从而固定住受力体。背板中间开有螺纹孔，四周开有通孔并通过螺栓固定在滑槽固定座的背面，将滑槽背面的空间封住。受力体固定组件在底面、一侧面和背面的螺纹孔用于和三个方向的单向压电型冲击力传感器的另一端螺纹短轴进行紧固连接。