本發(fā)明涉及計量檢測，具體是一種多分量力傳感器計量測試裝置。

背景技術(shù)：

1、多分量力傳感器是一種能夠同時測量多個方向力和力矩的傳感器，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的力學(xué)測試和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。如六維力傳感器，其可實時測量正交三方向的力和力矩。

2、對于多分量力傳感器的量值溯源，現(xiàn)有的計量測試裝置存在施加的力源點位少，力源點位切換需要過多的人工參與，影響檢測效率。如在申請?zhí)枮?022100952945的中國專利文獻中記載了一種比對式多分量力傳感器校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法，其有10個力源點，但無法單獨施加繞x軸或y軸的力矩。力源與加載頭之間通過鋼索連接，施力為拉力，在單方向加載力時，其他未加載力的鋼索會對施力產(chǎn)生影響，如果每次都手動將未施力鋼索與加載頭斷開連接的話，操作較為繁瑣。另外加載頭的重量存在無法從多分量力傳感器的實際力值零位附近開始測量，影響測量準(zhǔn)確性。

3、現(xiàn)有的其他測試裝置受力源數(shù)和加載方式所限，要么做不到空間任意分量組合加載，要么需要用到復(fù)雜的軟件解耦算法，準(zhǔn)確度也無法驗證。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供了一種多分量力傳感器計量測試裝置。

2、為達到上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種多分量力傳感器計量測試裝置，包括：

3、主結(jié)構(gòu)架，其包括底板、頂板和多根立柱，所述立柱安裝在底板和頂板之間；

4、傳感器夾具組件，其包括夾具、升降板和升降驅(qū)動機構(gòu)，所述夾具用于固定安裝被檢多分量力傳感器，所述夾具安裝于所述升降板上，所述升降板可升降地安裝于所述立柱，所述升降驅(qū)動機構(gòu)用于帶動所述升降板沿立柱上下移動；

5、加載板組件，其包括水平加載板、加載立板和z向加載座，所述水平加載板位于所述升降板的上方，所述水平加載板的下表面中央位置與被檢多分量力傳感器上表面相固定連接，所述水平加載板成方形，在所述水平加載板上表面的每條邊部中間和下表面的每條邊部中間都設(shè)有豎直安裝的加載立板，每個加載立板的端部設(shè)有加載點位座，在所述水平加載板的每個側(cè)面中央安裝有加載點位座，所述水平加載板與x軸相垂直的2個側(cè)面的兩端部分別安裝有加載點位座，所述水平加載板與y軸相垂直的2個側(cè)面的兩端部分別安裝有定位座，所述z向加載座安裝于所述水平加載板上表面的中央位置；

6、側(cè)向施力源組件，其包括力源側(cè)向安裝架、側(cè)向施力源和加載板定位機構(gòu)，所述力源側(cè)向安裝架包括固定安裝于所述立柱上的4個側(cè)向安裝板，4個側(cè)向安裝板分別與所述水平加載板的4個側(cè)面平行相對設(shè)置，每個側(cè)向安裝板的中間位置設(shè)有向上垂直延伸的上安裝立板和向下垂直延伸的下安裝立板；所述力源側(cè)向安裝架上在x軸正向一側(cè)和x軸負(fù)向一側(cè)分別安裝有5個側(cè)向施力源，所述力源側(cè)向安裝架上在y軸正向一側(cè)和y軸負(fù)向一側(cè)分別安裝有3個側(cè)向施力源，每個側(cè)向施力源與加載板組件上的1個加載點位座相對應(yīng)匹配，所述側(cè)向施力源對各個加載點位座施加的力為推力；所述力源側(cè)向安裝架上在y軸正向一側(cè)和y軸負(fù)向一側(cè)分別安裝有2個可伸縮的加載板定位機構(gòu)，每個加載板定位機構(gòu)與加載板組件上的1個定位座相對應(yīng)匹配；

7、z向施力源，其固定安裝于所述頂板上，所述z向施力源與z向加載座相匹配；

8、配重機構(gòu)，其包括配重環(huán)塊和多個滑輪，所述滑輪安裝于所述頂板上表面，所述配重環(huán)塊經(jīng)繞制在滑輪上的多根連接繩與所述水平加載板連接，所述配重環(huán)塊的重量與所述加載板組件的重量相一致。

9、采用本發(fā)明技術(shù)方案，采用由水平加載板、z向加載座和多個加載立板形成的一體式的加載板組件，力臂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，方便對被檢多分量力傳感器施加17處力源，對于x、y、z軸向的正負(fù)力值均能在相應(yīng)方向直接施加力值；對于x、y、z軸向的正負(fù)扭矩均能在各扭矩方向，以間隔一定距離的2個方向呈180°力源進行力偶矩施加，消除側(cè)向力對扭矩示值的影響。本發(fā)明裝置可實現(xiàn)多分量力傳感器各分量間的任意組合、同步校準(zhǔn)，甚至可進行空間3力值和3扭矩的同時加載，準(zhǔn)確測出各分量間耦合誤差指標(biāo)，這也是多分量力傳感器最為重要的技術(shù)指標(biāo)。側(cè)向施力源施加的為推力，側(cè)向施力源與對應(yīng)的加載點位座之間能夠自動對接和斷開，未施力的側(cè)向施力源不對施力產(chǎn)生影響，提高檢測準(zhǔn)確性。本發(fā)明裝置各分量施加相互獨立且互不影響，達到硬件解耦的效果，裝置準(zhǔn)確度也可通過計量檢定的形式加以驗證。加載板定位機構(gòu)能夠在被檢多分量力傳感器安裝過程中，對水平加載板臨時定位，方便在檢測前將被檢多分量力傳感器調(diào)節(jié)到零受力狀態(tài)。配重機構(gòu)通過配重環(huán)塊能夠平衡掉加載板組件的重量，以助于多分量力傳感器能從實際零位附近開始測量，提高測量準(zhǔn)確性。

10、進一步地，所述頂板和底板均成正方形，所述立柱數(shù)量為4根，在所述頂板和底板的4個邊角位置各安裝于1根立柱。

11、進一步地，所述升降驅(qū)動機構(gòu)包括減速電機、傳動鏈、螺桿柱和螺母，所述螺桿柱的上下端部分別可轉(zhuǎn)動地安裝于所述頂板和底板上，所述螺母固定于所述升降板上，所述螺母連接于所述螺桿柱的外螺紋上，所述減速電機的輸出軸上安裝有鏈輪，所述螺桿柱的底端也安裝有鏈輪，所述傳動鏈繞制于各鏈輪之間。

12、采用上述優(yōu)選的方案，方便對升降板的高度進行調(diào)節(jié)，以方便被檢傳感器的安裝調(diào)節(jié)，以及適應(yīng)對不同尺寸型號傳感器的檢測。

13、進一步地，所述夾具包括夾具塊體，夾具塊體的上表面設(shè)有中心孔、從中心孔外圍徑向向外延伸的8條倒t型長槽，相鄰倒t型長槽之間的間隔角度相同，在夾具塊體的4個側(cè)面分別設(shè)有側(cè)向內(nèi)凹的門型凹槽，在所述夾具塊體的底面設(shè)于對應(yīng)于4個側(cè)面中間位置且與相應(yīng)側(cè)面垂直的是上條形定位槽，在所述升降板上設(shè)有4條下條形定位槽，所述下條形定位槽與所述上條形定位槽上下相對設(shè)置，所述下條形定位槽向外延伸并超出夾具塊體的邊沿。

14、采用上述優(yōu)選的方案，倒t型長槽能適應(yīng)不同尺寸傳感器的安裝鎖緊；側(cè)面的門型凹槽方便在傳感器零位調(diào)試時，通過小型頂升型高度調(diào)節(jié)器件對夾具塊體各向進行頂升調(diào)試，以在傳感器零位時，在夾具塊體底部墊入相應(yīng)厚度墊片；上條形定位槽和下條形定位槽之間方便通過定位鍵來進行xy向的對中定位。

15、進一步地，所述水平加載板的底面四周邊部以內(nèi)的區(qū)域設(shè)有內(nèi)凹的減材料槽體。

16、采用上述優(yōu)選的方案，減輕水平加載板的重量，底面四周邊部的凸出部確保結(jié)構(gòu)強度。

17、進一步地，所述水平加載板的底面減材料槽體的中央位置可拆卸地連接有傳感器上連接盤，所述傳感器上連接盤經(jīng)螺栓與被檢多分量力傳感器的上表面連接。

18、采用上述優(yōu)選的方案，提高加載板組件的通用性，方便被檢傳感器與水平加載板的對接安裝，對于不同型號傳感器只需更換配套的傳感器上連接盤即可適用。

19、進一步地，所述加載立板包括基板部、垂直面板部和肋板部，所述基板部與水平加載板的上表面或下表面貼合連接，所述垂直面板部和肋板部均從所述基板部表面垂直延伸設(shè)置，所述肋板部與垂直面板部的背面垂直相連。

20、采用上述優(yōu)選的方案，加強了加載立板的結(jié)構(gòu)強度，確保力臂數(shù)值的準(zhǔn)確性。

21、進一步地，所述傳感器上連接盤的底面與所述水平加載板底面的減材料槽體的底面處于同一平面；所述水平加載板側(cè)面上安裝的加載點位座和定位座軸線均與減材料槽體的底面處于同一平面。

22、采用上述優(yōu)選的方案，確保加載板組件的坐標(biāo)系原點與被檢傳感器的坐標(biāo)系原點重合，提升檢測準(zhǔn)確度。

23、進一步地，所述z向加載座包括下連接板、連接柱和上連接板，所述下連接板與水平加載板的上表面中央位置連接，所述連接柱連接于所述下連接板和上連接板之間，所述下連接板的上表面中央設(shè)有z向加載點位座，所述上連接板的中央設(shè)有上下貫穿的連接孔。

24、進一步地，z向施力源包括z向直線驅(qū)動機構(gòu)、z向標(biāo)準(zhǔn)力傳感器、z向加載壓頭、z向加載拉頭，在z向施力源施加壓力時，z向標(biāo)準(zhǔn)力傳感器連接在z向直線驅(qū)動機構(gòu)和z向加載壓頭之間，z向加載壓頭與z向加載點位座匹配；在z向施力源施加拉力時，z向標(biāo)準(zhǔn)力傳感器連接在z向直線驅(qū)動機構(gòu)和z向加載拉頭之間，z向加載拉頭與z向加載座的上連接板連接。

25、采用上述優(yōu)選的方案，方便實現(xiàn)z向上的精準(zhǔn)施力和正負(fù)方向施力的切換。

26、進一步地，所述側(cè)向施力源包括直線驅(qū)動機構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)力傳感器和加載壓頭，所述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器連接在直線驅(qū)動機構(gòu)和加載壓頭之間，加載壓頭與對應(yīng)的加載點位座位置相匹配。

27、采用上述優(yōu)選的方案，方便實現(xiàn)側(cè)向上的精準(zhǔn)施力。