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测量弯曲与扭转度的柔性传感器制造技术

技术编号:40405040 阅读:6 留言:0更新日期:2024-02-20 22:28
本技术公开了测量弯曲与扭转度的柔性传感器,通过设置柔性套筒,并在柔性套筒中固定柱状软管、弯曲传感器、压力分布传感器和感应电路座,压力分布传感器设有压敏材料,感应电路座设有感应电路本体。最终通过感应电路座上的压力分布数据和弯曲传感器获得的数据,我们可以建立模型,实时推断出柱状软管的一个方向上的弯曲情况和整体的扭转情况。使用时,将被测试件塞入柔性套筒,弯曲被测试件时,柱状软管内的弯曲传感器能测量出弯曲数据,当扭转被测试件时,被测试件能带动感应电路座扭转,感应电路座上的感应电路本体压迫压敏材料,产生电信号变化,从而获知切变模量和扭转应力。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于传感器领域,具体涉及测量弯曲与扭转度的柔性传感器


技术介绍

1、棒状材料有时要进行弯曲试样变形测量,以及切变模量、扭转应力测量。

2、在公告号为cn217237571u,专利名为“一种弯曲试样变形测量机构”的中国技术专利中,就公开了弯曲试样变形测量的装置,它包括固定座,固定座的右侧固定设置有连接杆,连接杆的右方设置有加力头,加力头的下方固定设置有测量仪安装架,测量仪安装架包括导向板和支撑板,任意一个形变测量杆均各自在导向板的上方连接有一个横杆,任意一个横杆的两端的下侧均各自连接有一个导向杆,任意一个导向杆均向下穿过导向板和支撑板并向下延伸,任意一个导向杆与导向板之间均设置有一个直线轴承,任意一个导向杆上在支撑板的上方均设置有一个限位止口,任意一个限位止口与支撑板之间均设置有一个复位弹簧。固定座和测量仪安装架在试验过程中为固定件。试样连接杆通过紧定螺钉与固定座固定。将弯曲试样通过螺纹与试样连接杆连接。试验时,弯曲试样的变形通过形变测量杆传递到大行程测量仪和小行程测量仪上,从而测量出试样的变形量。

3、在公告号为cn217180232u,专利名为“一种合金铜丝扭转试验机”的中国技术专利中,就公开了切变模量、扭转应力测量的装置,它包括固定座,所述固定座上开设有安装槽,所述安装槽内侧壁上转动设置有主齿轮,所述主齿轮下方设置有齿条,所述齿条穿过安装槽并与安装槽底壁相贴;所述主齿轮和齿条之间设置有传动齿轮,所述传动齿轮齿数小于主齿轮齿数,所述传动齿轮一侧与传动齿轮啮合,所述传动齿轮令一侧与齿条啮合。>

4、将合金铜丝固定在测试组件内,启动气缸驱动带动齿条移动,齿条带动传动齿轮转动,传动齿轮进一步带动主齿轮转动,主齿轮转动带动测试组件对合金铜丝进行扭转,测试组件上的传感器可对合金铜丝扭转时的应力数据进行收集测试。传动齿轮啮合带动主齿轮转动时,传动齿轮和主齿轮的线速度相同,由于传动齿轮的齿数比主齿轮齿数少,主齿轮的角速度比传动齿轮角速度小,从而令测试组件对合金铜丝的扭转速度较低,增长测试组件测得的数据所处的时间区间,令操作人员较为清楚地对不同时间区间的数据进行分析。

5、但是上述两件专利技术装置过于复杂,并且需要分开进行测量。


技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状,而提供能同时进行弯曲试样变形测量,以及切变模量和扭转应力测量的测量弯曲与扭转度的柔性传感器。

2、本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:测量弯曲与扭转度的柔性传感器,包括套在被测试件外部的柔性套筒,柔性套筒中固定有设有沿着柔性套筒长度方向设置的柱状软管,柱状软管内设有弯曲传感器,柱状软管的一端设有压力分布传感器和感应电路座;

3、压力分布传感器设有垂直于柱状软管横截面的第一断面,感应电路座设有朝向第一断面的第二断面,第一断面设有压敏材料,第二断面设有吸附在压敏材料上的感应电路本体;

4、压力分布传感器固定在柱状软管的端部,感应电路座滑移设置在柱状软管的端部,并且感应电路座压设在被测试件的外侧。使用时,将被测试件塞入柔性套筒,弯曲被测试件时,柱状软管内的弯曲传感器能测量出弯曲数据,当扭转被测试件时,被测试件能带动感应电路座扭转,感应电路座上的感应电路本体压迫压敏材料,产生电信号变化,从而获知切变模量和扭转应力。

5、通过感应电路座上的压力分布数据和弯曲传感器获得的数据,我们可以建立模型,实时推断出柱状软管的一个方向上的弯曲情况和整体的扭转情况。

6、在优选的方案中,柱状软管为波纹管,有利于柱状软管的弯曲和轻微拉伸,防止拉断内部的弯曲传感器。

7、在优选的方案中,柱状软管的2个端部为封闭端。

8、在优选的方案中,柱状软管的数目为4个以上,并且绕着柔性套筒的中心轴呈旋转对称分布。由于弯曲传感器只能测试一个方向的弯曲。所以在柔性套筒中旋转对称分布4个以上的柱状软管和弯曲传感器,能够较为准确地测出被测试件的弯曲数据。

9、在优选的方案中,压力分布传感器和感应电路座分别为彼此能呈现圆柱型拼接的半圆柱。半圆柱形状有利于在被测试件的外周滚动。

10、在优选的方案中,感应电路座位于压力分布传感器和被测试件之间。

11、在优选的方案中,柱状软管、压力分布传感器和感应电路座分别位于柔性套筒的内外壁之间。柱状软管、压力分布传感器和感应电路座是植入在柔性套筒中的,为了尽可能保证柔性套筒和内部元件的同步弯曲和扭转,所以柔性套筒的弹性要尽可能低,宜采用硬质的橡胶。

12、在另一个方案中,柱状软管、压力分布传感器分别位于柔性套筒的内外壁之间,感应电路座部分埋设于柔性套筒的内外壁之间,而外露在柔性套筒的内壁的部分顶于被测试件上。感应电路座直接受到被测试件的摩擦驱动,能够减小测试误差。

13、综上所述,与现有技术相比,本技术的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,通过设置柔性套筒,并在柔性套筒中固定柱状软管、弯曲传感器、压力分布传感器和感应电路座,最终实现通过感应电路座上的压力分布数据和弯曲传感器获得的数据,我们可以建立模型,实时推断出柱状软管的一个方向上的弯曲情况和整体的扭转情况。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.测量弯曲与扭转度的柔性传感器,包括套在被测试件(1)外部的柔性套筒(2),其特征在于,所述的柔性套筒(2)中固定有设有沿着柔性套筒(2)长度方向设置的柱状软管(3),所述的柱状软管(3)内设有弯曲传感器(6),所述的柱状软管(3)的一端设有压力分布传感器(5)和感应电路座(4);

2.根据权利要求1所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)为波纹管。

3.根据权利要求2所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)的2个端部为封闭端。

4.根据权利要求3所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)的数目为4个以上,并且绕着柔性套筒(2)的中心轴呈旋转对称分布。

5.根据权利要求4所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的压力分布传感器(5)和感应电路座(4)分别为彼此能呈现圆柱型拼接的半圆柱。

6.根据权利要求5所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,感应电路座(4)位于压力分布传感器(5)和被测试件(1)之间。

7.根据权利要求6所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)、压力分布传感器(5)和感应电路座(4)分别位于柔性套筒(2)的内外壁之间。

8.根据权利要求6所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)、压力分布传感器(5)分别位于柔性套筒(2)的内外壁之间,所述的感应电路座(4)部分埋设于所述的柔性套筒(2)的内外壁之间,而外露在柔性套筒(2)的内壁的部分顶于所述的被测试件(1)上。

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【技术特征摘要】

1.测量弯曲与扭转度的柔性传感器,包括套在被测试件(1)外部的柔性套筒(2),其特征在于,所述的柔性套筒(2)中固定有设有沿着柔性套筒(2)长度方向设置的柱状软管(3),所述的柱状软管(3)内设有弯曲传感器(6),所述的柱状软管(3)的一端设有压力分布传感器(5)和感应电路座(4);

2.根据权利要求1所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)为波纹管。

3.根据权利要求2所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)的2个端部为封闭端。

4.根据权利要求3所述的测量弯曲与扭转度的柔性传感器,其特征在于,所述的柱状软管(3)的数目为4个以上,并且绕着柔性套筒(2)的中心轴呈旋转对称分布。

5.根据权利要求4所述的测量弯...

【专利技术属性】
技术研发人员:金添夏庆华
申请(专利权)人:浙江大学
类型:新型
国别省市:

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