[发明专利]倾斜测力装置

说明书

本发明提供一种倾斜测力装置，包括：测量系统、支撑系统、固定支架、角位移传感器和处理系统；其中，测量系统用于测量施力对象对测量系统施加的力矩，并输出至处理系统；支撑系统的一端安装在固定支架上，另一端安装在测量系统上，通过支撑系统的伸缩带动测量系统绕固定支架转动；角位移传感器安装在固定支架与测量系统的转动连接处，用于测量测量系统与固定支架的延长线所成的夹角，并输出至处理系统；处理系统用于根据扭矩传感器测量的力矩与角位移传感器测量的角度值，计算施力对象的重量及所施加的力的大小。本发明可以实现全方位的倾斜测力(水平、垂直、倾斜力均可)，适用于医疗康复及工业等领域。

技术领域

本发明涉及力测量技术领域，特别涉及一种在倾斜状态下检测重量/力的装置。

背景技术

在医疗康复领域中，经常需要测量倾斜状态下的受力大小，例如在颈腰部的康复训练中，在患者的颈腰部运动到不同角度时，会要求实时反馈训练负荷的大小；在工业领域中，会要求测量倾斜吊挂的货物的重量，如在单臂塔吊搬运货物的过程中测量被吊货物的重量，可以减少称重环节，节省工作时间，提高工作效率。

因此，急需一种能够在倾斜状态下测量重量/力的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种倾斜测力装置，可在不同倾斜角度下实时测量重量/力。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供一种倾斜测力装置，包括：测量系统、支撑系统、固定支架、角位移传感器和处理系统；其中，测量系统用于测量施力对象对测量系统施加的力矩值T，并输出至处理系统；支撑系统的一端安装在固定支架上，另一端安装在测量系统上，通过支撑系统的伸缩带动测量系统绕固定支架转动；角位移传感器安装在固定支架与测量系统的转动连接处，用于测量测量系统与固定支架的延长线所成的夹角θ，并输出至处理系统；处理系统用于根据测量系统测量的力值F与角位移传感器测量的角度值θ计算施力对象的重量施力对象对测量系统施加的力。

优选地，测量系统包括第一异形构件、第二异形构件和扭矩传感器，第一异形构件的一端与第二异形构件的一端转动连接，第一异形构件的另一端吊挂重物或与人接触，第二异形构件的另一端与固定支架转动连接，扭矩传感器固定在第二异形构件上并与第一异形构件间隙配合，用于测量施力对象对第一异形构件施加的力矩值F。

优选地，第一异形构件与第二异形构件交叉设置，第一异形构件与第二异形构件的交叉处通过轴承转动连接。

优选地，轴承安装在轴承端块内，在轴承端块上通过螺钉安装有轴承端盖。

优选地，在第二异形构件上开设弹簧孔，在弹簧孔内安放有弹簧，在弹簧顶端顶有钢珠，在第一异形构件上开设有V形槽，弹簧将钢珠顶至V形槽内。

优选地，固定支架包括旋转轴，第二异形构件通过轴承安装在旋转轴上，在轴承上安装有轴承端盖。

优选地，角位移传感器的固定端通过安装架安装在固定支架上，角位移传感器的轴侧端安装在轴承端盖上与第二异形构件同步旋转。

优选地，支撑系统为液压或气压传动系统。

优选地，处理系统通过如下公式计算出施力对象的重量G₂：

其中，G₁为第一异形构件的重量，L₁为第一异形构件的长度。

优选地，处理系统通过如下公式计算所述施力对象对测量系统施加的力F：

其中，L₁为第一异形构件的长度。

本发明能够取得以下技术效果：