[实用新型]一种具有位移功能的二维力传感器

说明书

一种具有位移功能的二维力传感器，包括驱动体、弹性体、位移体、上连接座、下连接座、第一电阻应变计和第二电阻应变计；其中，弹性体的上下表面分别设置有沿水平方向十字交叉的第一应变梁和第二应变梁；位移体的上表面连接上连接座，位移体的下表面连接第一应变梁的上表面，驱动体设置在上连接座的上方；第一应变梁和第二应变梁上分别设置有第一电阻应变计和第二电阻应变计，第一电阻应变计和第二电阻应变计均连接惠斯通电桥；在二维力传感器的驱动体与弹性体之间增加了位移体，由于位移体的螺旋形结构在垂直于轴向的任意方向刚度较小受力时容易产生变形，为操作者提供一明显的力度及位移量化表达。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种具有位移功能的二维力传感器。

背景技术

当前在飞机操纵领域用于操控的部分按钮开关都具有测力功能，这些按钮关部有二维力传感器，飞行员在操纵按钮开关时，仅仅能够显示力值的变化，而沿X、Y两个方向的位移极小，和传统的按钮开关在X、Y两个方向操纵时有一定位移的手感完全不一样，打乱了飞行员原有的操作习惯和感觉，飞行员对新型测力开关手感方面的意见非常大，急需研制一种在操纵时具有位移的开关用二维力传感器以解决飞行员在操纵新型具有测力功能按钮开关操作时手感很差的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种具有位移功能的开关用二维力传感器，通过增加本结构使得在驱动体上施加X、Y方向载荷时有明显的左右位移量，使得具有力测量功能的按钮开关手感良好，解决现有技术的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种具有位移功能的二维力传感器，包括驱动体、弹性体、位移体、上连接座、下连接座、第一电阻应变计和第二电阻应变计；其中，弹性体包括变向连接块，变向连接块上下表面分别设置有沿水平方向十字交叉的第一应变梁和第二应变梁；位移体的上表面连接上连接座，位移体的下表面连接第一应变梁的上表面，驱动体设置在上连接座的上方；

第一应变梁和第二应变梁上分别设置有第一电阻应变计和第二电阻应变计，第一电阻应变计和第二电阻应变计组成惠斯通电桥。

第一电阻应变计和第二电阻应变计分别设置在第一应变梁和第二应变梁易于发生弯曲的平面上；第一电阻应变计设置在第一应变梁的下部，第二电阻应变计设置在第二应变梁的下部。

位移体为中空的螺旋结构体。

位移体上加工有螺旋形通槽，螺旋结构体采用机械加工的方法一体化成形。

位移体为矩形截面的螺旋弹簧或普通丝绕螺旋弹簧。.

位移体的刚度小于弹性体的刚度。

位移体与驱动体、上连接座、位移体、弹性体以及下连接座为一体化成形的整体结构。

驱动体、上连接座为一体化成形的第一结构体，位移体、弹性体和下连接座为一体化成形的第二结构体，第一结构体和第二结构体焊接固定形成一个整体。

驱动体、上连接座为一体化成型的上结构体，弹性体和下连接座为一体化的下结构体，位移体的上端面和位移体的下端面分别与所述上结构体下端面和所述下结构体的上端面焊接固定。

第一应变梁和第二应变梁的截面均为矩形。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：在二维力传感器的驱动体与弹性体之间增加了位移体，由于位移体的螺旋形结构在垂直于轴向的任意方向刚度较小受力时容易产生变形，增加位移体使得在驱动体上施加X、Y方向载荷时有明显的左右位移量，为操作者提供一明显的力度及位移量化表达，使得具有力测量功能的按钮开关手感良好，提高人体工学性能，极大地提高了飞行员操纵测力功能按钮开关的准确度；