一种位移测量装置及装配结构体

1.本实用新型涉及位移测量领域，有其涉及一种位移测量装置及装配结构体。


背景技术：

2.随着我国交通运输、机械工程、航空航天等领域的快速发展，对于其内部构造的精密度要求也越来越高。对温度和振动等载荷敏感的关键部组件与元器件之间，需要采用性能优良的硅橡胶泡沫缓冲减振材料进行连接和防护。但传统的随机发泡材料存在孔隙结构不均匀，不同批次材料力学性能一致性较差，造成装配体之间的位移的变化情况很难实现有效的监测。
3.近年来，国内外先后出现了3d打印硅橡胶泡沫材料，由于其有高度有序的微孔结构，力学性能一致性较好，是下一代减振缓冲材料的优选方向。同时通过相应的微结构设计，可以保证3d打印硅泡沫材料具有良好的线弹性区域，而通过将3d打印硅泡沫弹性缓冲层与柔性薄膜压力传感器进行有效结合，有望实现3d打印硅泡沫结构功能一体化设计，为精密零器件和关键部位组件间的位移动态监测提供可能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种可以测量相邻构件之间位移量的位移测量装置；本实用新型的目的还在于提供一种使用该位移测量装置的装配结构体。
5.为解决上述技术问题，本实用新型中装配结构体的技术方案如下：
6.一种装配结构体，包括能够相对移动的第一构件和第二构件，第一构件、第二构件之间具有构件缝隙，构件缝隙内设置有位移测量装置，位移测量装置包括沿构件缝隙宽度方向并列布置的薄膜压力传感器和弹性缓冲层，薄膜压力传感器的厚度方向与构件缝隙的宽度方向一致，弹性缓冲层的弹性形变方向与构件缝隙的宽度方向一致，弹性缓冲层的一侧与薄膜压力传感器的对应侧传力配合。
7.进一步的，所述弹性缓冲层的一侧通过与薄膜压力传感器的对应侧粘连而实现传力配合。
8.进一步的，薄膜压力传感器的厚度为0.15~0.25mm，所述弹性缓冲层的厚度为0.01~16mm。
9.进一步的，弹性缓冲层包括一个或两个以上沿构件缝隙宽度方向顺次设置的缓冲层单元，每个缓冲层单元均包括四个相互叠放的单元层，各单元层均包括多个并列布置的硅橡胶条，相邻两个单元层中的硅橡胶条垂直布置。
10.进一步的，相邻两个单元层中的硅橡胶条的间距不同。
11.进一步的，弹性缓冲层为3d打印弹性缓冲层。
12.本实用新型中位移测量装置的技术方案为：
13.一种位移测量装置，包括使用时用于沿构件缝隙宽度方向并列布置于构件缝隙内的薄膜压力传感器和弹性缓冲层，薄膜压力传感器的厚度方向与构件缝隙的宽度方向一
致，弹性缓冲层的弹性形变方向与构件缝隙的宽度方向一致，弹性缓冲层的一侧与薄膜压力传感器的对应侧传力配合。
14.进一步的，所述弹性缓冲层的一侧通过与薄膜压力传感器的对应侧粘连而实现传力配合。
15.进一步的，弹性缓冲层包括一个或两个以上沿构件缝隙宽度方向顺次设置的缓冲层单元，每个缓冲层单元均包括四个相互叠放的单元层，各单元层均包括多个并列布置的硅橡胶条，相邻两个单元层中的硅橡胶条垂直布置。
16.进一步的，相邻两个单元层中的硅橡胶条的间距不同。
17.本实用新型的有益效果为：本实用新型中，当第一构件、第二构件之间产生相对位移时，会压缩弹性缓冲层，弹性缓冲层对薄膜压力传感器的压力产生变化，弹性缓冲层的形变量与薄膜压力传感器的力值之间具有线性关系，通过事前的试验可以得到薄膜压力传感器的力值与弹性缓冲层的形变量之间的关系，因此相当于通过薄膜压力传感器的力值读数就能够获知弹性缓冲层的变形量即第一构件、第二构件之间的相对位移，薄膜压力传感器的厚度比较薄，可以适用于构件缝隙中使用。
附图说明
18.通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：
19.图1是实用新型中装配结构体的结构示意图；
20.图2是图1的分解示意图；
21.图3是图1中弹性缓冲层的结构示意图；
22.图4是图3的立体图；
23.图5是压力试验下，弹性缓冲层的应变与薄膜压力传感器读数之间的关系图；
24.附图标记说明：1、第一构件；2、弹性缓冲层；3、薄膜压力传感器；4、第二构件；5、压力传感器母端子；6、压力传感器公端子；7、缓冲层单元；8、第一单元层；9、第二单元层；10、第三单元层；11、第四单元层；12、硅橡胶条。
具体实施方式
25.为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
26.需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。
27.本实用新型中装配结构体的实施例如图1~5所示：包括在上下方向上能够相对移动的第一装配件1和第二装配件4，第一装配件1、第二装配件4之间具有宽度沿上下方向延伸的装配件缝隙。
28.装配件缝隙内设置有位移测量装置，位移测量装置包括上下设置的弹性缓冲层2和薄膜压力传感器3，弹性缓冲层2整体由3d打印而成，弹性缓冲层2的下端与薄膜压力传感器3的上端粘接相连。薄膜压力传感器3的厚度沿上下方向延伸设置，弹性缓冲层2能够在上下方向上弹性变形。
29.在本实施例中：薄膜压力传感器为rfp薄膜压力传感器，图中项5表示压力传感器母端子，项6表示压力传感器公端子。
30.本实施例中，弹性缓冲层包括一个缓冲层单元，缓冲层单元四个沿上下方向顺次叠放的单元层，定义自上至下，各单元层分别为第一单元层8、第二单元层9、第三单元层10和第四单元层11，各单元层均包括多个并列布置的硅橡胶条12，相邻两个单元层中的硅橡胶条垂直布置。在本实用新型的其它实施例中，弹性缓冲层的个数也可以是两个、三个或其它个数。
31.第一单元层的相邻两个硅橡胶条之间的间距小于第二单元层的相邻两个硅橡胶条之间的间距，第三单元层的相邻两个硅橡胶条之间的间距小于第四单元层的相邻两个硅橡胶条之间的间距。且第一单元层的相邻两个硅橡胶之间的间距与第三单元层的相邻两个硅橡胶条之间的间距相同，第二单元层的相邻两个硅橡胶之间的间距与第四单元层的相邻两个硅橡胶条之间的间距相同。
32.第一单元层的硅橡胶条、第三单元层的硅橡胶条的长度均沿横向延伸，第二单元层的硅橡胶条、第四单元层的硅橡胶条的长度均沿纵向延伸。第一单元层的对应硅橡胶条在上下方向上的投影位于第三单元层的对应相邻两个硅橡胶条之间；第二单元层的对应硅橡胶条在上下方向上的投影位于第四单元层的对应相邻两个硅橡胶条之间。
33.本实施例中，硅橡胶条的材料成分优选聚二甲基硅氧烷(pdms)；3d打印时，加热固化温度为100-150℃，固化时间为20-120min。所述硅橡胶条粘度为50-650pa
•
s，并选用打印针头内径为0.01-1mm的3d打印机进行打印操作，控制打印速率在0.4-30mm/s范围内。
34.优选的，薄膜压力传感器的厚度为2mm，每个所述单元层的层间高度为0.001mm-0.4mm；每个所述单元层的硅橡胶条的排列间距为0.005-3.0mm；每个所述硅橡胶条的直径为0.01mm-0.5mm。本实用新型的硅橡胶条的排列间距和直径参数可根据具体使用情况进行精确调整。打印时，相邻两层平行的硅橡胶单元层层高h与硅橡胶条直径d比值接近于1。
35.在弹性缓冲层打印完成后，通过双面胶将薄膜压力传感器粘连于弹性缓冲层的底端。
36.通过3d打印技术形成的具有有序泡孔结构的弹性缓冲层，其有高度有序的微孔结构，有良好的线弹性区域，可以通过3d打印结构的硅橡胶材料去测量结构装配件的位移，以提高精密零器件和关键部位组件的精密度。在本实用新型的其它实施例中，结构装配件缝隙并不局限于平板缝隙，也可以是壳体缝隙、圆柱体缝隙等其他形状受力均匀的缝隙。
37.在弹性缓冲层应用之前，可以通过压力机对弹性缓冲层施压的方式，来获得弹性缓冲层的形变与压力反馈的关系，比如说通过压力机对弹性缓冲层的上端施压，随着压头的下行，弹性缓冲层逐渐产生形变，通过试验可知，一定范围内压力机的输出压力与弹性缓冲层（厚度为1.6mm）的压缩应变关系为如图5中的近似线性关系，因此在实际应用时，可以根据薄膜压力传感器的读数，来得到弹性缓冲层的变形量，即第一装配件、第二装配件之间的相对位移量。
38.本实用新型中的位移测量装置可有效适用于装配件之间的相对位移测量，同时兼具缓冲减振功能。
39.位移测量装置实施例如图1~5所示：位移测量装置的具体结构与上述各装配结构体实施例中所述的位移测量装置相同，在此不再详述。
40.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。
42.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
43.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。