一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計的製作方法

2023-07-11 08:43:01

一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計。該裝置是由掛環、滑動觸頭、連杆、復位彈簧、連架杆、電磁線圈、隔離圈、滑動變阻器、殼體、密封圈、掛鈎、螺釘、電源開關按鈕、調檔器、檔位指示器、磁流變液、一檔刻度尺、二檔刻度尺、活塞、彈性片、支架、復力彈簧、指針、端蓋組成。當該裝置的工作環境滿足兩個條件(電源開關接通、掛鈎上有重物)時開始工作。此時電磁線圈通電，磁流變液做剪切磁感線運動，發生磁流變現象形成一個剪切屈服力使得重物做緩慢下落運動，從而滑動變阻器的阻值連續減小使得電磁線圈中的電流連續變大，形成一個剪切屈服力連續變大的過程，最終與重物相平衡。此時，指針所指的刻度就是重物的重量。
【專利說明】一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種拉力計，尤其是涉及一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計。

【背景技術】
[0002]在現有的【技術領域】中，經常需要對物體的重量進行測量，或者對某些拉力的大小進行測量，一般採用拉力計進行測量，傳統的拉力計一般採用彈簧拉力的形式，不夠穩定，在測試拉力過大時，容易損壞拉力計，同時示數也不斷的搖晃，難以讀取。
[0003]特別的，指針式拉力計為了測量時具有良好的使用性及穩定性，往往其內部結構複雜，零部件多。同時因受到其彈性體為圓柱彈簧的結構限制，指針式拉力計負載測量範圍較小。目前已知的指針式拉力計其負載範圍僅在0-5000N之間，且在該1000-5000N範圍其精度較低。因此指針式拉力計存在負載測量範圍小、精度低等不足。


【發明內容】

[0004]本實用新型要解決的技術問題是:提供一臺穩定可靠、測量範圍寬、且具有緩衝功能的拉力計。
[0005]為了有效的解決拉力計的如上所述的不足，本實用新型是按如下方式來實現的:一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計是由掛環，滑動觸頭，連杆，復位彈簧，連架杆，電磁線圈，隔離圈，滑動變阻器，殼體，密封圈，掛鈎，螺釘，電源開關按鈕，調檔器，檔位指示器，磁流變液，一檔刻度尺，二檔刻度尺，活塞，彈性片，支架，復力彈簧，指針，端蓋組成。殼體的內壁設有滑動變阻器，其一端與電磁線圈的一端連接，通過電源開關按鈕控制通斷，電磁線圈的另一端連接滑動觸頭並隨著活塞的移動使得滑動變阻器的阻值發生連續變化。支架通過復力彈簧固定在端蓋上，支架與活塞之間通過彈性片連接，連架杆的中間位置和支架之間用復位彈簧鉸連結，連杆、連架杆、支架和活塞之間的連接採用鉸連結。活塞開有凹槽，電磁線圈繞在其中，電磁線圈與磁流變液之間用隔離圈隔離，殼體的內壁與活塞之間的間隙寬度為2_，兩個端蓋與殼體之間採用密封圈密封，並且通過螺釘緊固，磁流變液充滿於殼體、端蓋和活塞所組成的動態封閉空間內。
[0006]該拉力計中隔離圈的材質為鋁，殼體和活塞的材質為純鐵，當該裝置的工作環境滿足兩個條件(電源開關接通、掛鈎上有重物)時開始工作。此時電磁線圈通電，在活塞、殼體、磁流變液產生一個封閉的磁路，磁流變液做切割磁感線運動，由原來的New ton流體瞬間變為高粘度、低流動性的Bingham流體，形成一個剪切屈服力使得重物做緩慢下落運動，從而滑動變阻器的阻值連續減小使得電磁線圈中的電流連續變大，形成一個剪切屈服力連續變大的過程，最終與重物相平衡。此時，指針所指的刻度就是重物的重量。
[0007]磁流變液採用由寧波杉工結構監測與控制工程中心有限公司研製出的型號為SG-MRF2035磁流變液。該型號磁流變液能穩定工作的溫度範圍為_40°C _150°C，在此溫度範圍內測量範圍可達到60Kpa。
[0008]本實用新型所述的一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計的積極效果在於:在原來測量範圍較小、穩定性較低、不具有緩衝功能、且讀數困難的圓柱彈簧指針式拉力計的基礎時，通過在拉力計上集成一個滑動變阻器，根據重物的重量自動改變其阻值，從而形成一個穩定的磁場強度，最終使其重物的重量與磁流變液在這一磁場強度下所表現出的剪切屈服力相平衡。因此該拉力計具有緩衝功能，並且穩定可靠、讀數方便、測量範圍寬等優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計的結構原理圖。

【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明。
[0011]在圖中，本實用新型一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計，該裝置是由掛環1、滑動觸頭2、連杆3、復位彈簧4、連架杆5、電磁線圈6、隔離圈7、滑動變阻器9、殼體10、密封圈11、掛鈎12、螺釘13、電源開關按鈕14、調檔器15、檔位指示器16、磁流變液17、一檔刻度尺18、二檔刻度尺19、活塞20、彈性片21、支架22、復力彈簧23、指針24、端蓋25組成。
[0012]殼體10的內壁設有滑動變阻器9，其一端與電磁線圈6的一端連接，通過電源開關按鈕14控制通斷，電磁線圈6的另一端連接滑動觸頭2並隨著活塞20的移動使得滑動變阻器9的阻值發生連續變化。支架22通過復力彈簧23固定在端蓋25上，支架22與活塞20之間通過彈性片21連接，連架杆5的中間位置和支架22之間用復位彈簧4鉸連結，連杆3、連架杆5、支架22和活塞20之間的連接採用鉸連結。活塞20開有凹槽，電磁線圈6繞在其中，電磁線圈6與磁流變液17之間用隔離圈7隔離，兩個端蓋25與殼體10之間採用密封圈11密封，並且通過螺釘13緊固，殼體10的內壁與活塞20之間的間隙寬度為2mm，磁流變液17充滿於殼體10、端蓋25和活塞20所組成的動態封閉空間內。
[0013]測量時首先按下電源開關按鈕14，使得電磁線圈6的一端與滑動變阻器9的一端接通，用戶大致估計所要測量的重物的重量來調節調檔器15，使得檔位指示器16亮。接著在掛鈎12上掛上重物，由於重物的作用，使得彈性片21發生微小的變形，依次帶動連杆3、連架杆5，最終克服復位彈簧4的作用力使得滑動觸頭2與滑動變阻器9接觸，這時整個拉力計滿足兩個條件(電源開關按鈕14接通、掛鈎12上有重物)進入工作狀態。此時，在活塞20、殼體10以及它們之間的間隙形成一個封閉的磁感線8，同時由於重物的作用使得活塞20緩慢下移，從而活塞20帶動滑動觸頭2下移，滑動變阻器9的阻值連續減小使得電磁線圈6中的電流連續變大，同時磁流變液17做切割磁感線8運動，形成一個剪切屈服力，當屈服力的大小與重物的重量相平衡時，系統處於一個穩定的狀態，此時指針24所指的刻度就是重物的重量。測量完成後取下重物，由於復位彈簧4的作用使得滑動觸頭2與滑動變阻器9斷開接觸，剪切屈服力瞬間消失，由於復力彈簧23的作用，將指針24復位到零刻度位置。
【權利要求】
1.一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計，該裝置是由掛環、滑動觸頭、連杆、復位彈簧、連架杆、電磁線圈、隔離圈、滑動變阻器、殼體、密封圈、掛鈎、螺釘、電源開關按鈕、調檔器、檔位指示器、磁流變液、一檔刻度尺、二檔刻度尺、活塞、彈性片、支架、復力彈簧、指針、端蓋組成；其特徵在於:殼體(10)的內壁設有滑動變阻器(9)，其一端與電磁線圈(6)的一端連接，通過電源開關按鈕(14)控制通斷，電磁線圈(6)的另一端連接滑動觸頭(2)並隨著活塞(20)的移動使得滑動變阻器(9)的阻值發生連續變化；支架(22)通過復力彈簧(23)固定在端蓋(25)上；支架(22)與活塞(20)之間通過彈性片(21)連接；連架杆(5)的中間位置和支架(22)之間用復位彈簧(4)鉸連結；連杆(3)、連架杆(5)、支架(22)和活塞(20)之間的連接採用鉸連結；活塞(20)開有凹槽，電磁線圈(6)繞在其中；電磁線圈(6)與磁流變液(17)之間用隔離圈(7)隔離；兩個端蓋(25)與殼體(10)之間採用密封圈(11)密封，並且通過螺釘(13)緊固；殼體(10)的內壁與活塞(20)之間的間隙寬度為2_，磁流變液(17)充滿於殼體(10)、端蓋(25)和活塞(20)所組成的動態封閉空間內。
2.如權利要求1所述一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計，其特徵在於:隔離圈(7)的材質為鋁；殼體(10)和活塞(20)的材質為純鐵。
3.如權利要求1所述一種基於磁流變效應的大負載指針式拉力計，其特徵在於:磁流變液(17)採用由寧波杉工結構監測與控制工程中心有限公司研製出的型號為SG-MRF2035磁流變液。
【文檔編號】G01L1/26GK204202789SQ201420518775
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年8月31日 優先權日:2014年8月31日
【發明者】王智深, 張廣, 孫美娜, 賀新升, 高春甫, 任韶卿, 季海峰 申請人:浙江師範大學