张力传感器的制作方法

1.本实用新型涉及张力检测设备领域，尤其涉及一种张力传感器。


背景技术：

2.传统的张力传感器多采用桥式应变片或霍尔芯片(弹片)方案，桥式应变片成本太高，为了控制成本常采用霍尔芯片方案，但是霍尔芯片方案中的弹片多采用铜材质，使用过程中，纱线下压对弹片产生压力，弹片发生形变，霍尔传感器感应形变进而判断纱线的张力情况；在纱线恢复原有状态时，弹片恢复原有状态，由于铜的抗疲劳性能差，在长时间使用后，金属疲劳，弹片不能够恢复到原有状态，在纱线再次下压时，影响霍尔传感器的检测精度，导致后期使用过程中发生精度不稳的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的主要目的在于提出一种张力传感器，旨在提高张力传感器的检测精度。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种张力传感器，包括：固定板、弹片、磁体及磁场感应元件；所述弹片与所述固定板相对设置，所述弹片的一端固定在所述固定板，所述弹片的另一端形成自由端，用于与纱线抵顶，以在纱线张紧时相对固定的一端弯曲；所述磁体固定在所述自由端，以围绕所述自由端形成磁场；所述磁场感应元件对应所述磁体的磁场固定在所述固定板上；其中，所述弹片采用铜合金。
5.在本实用新型一实施例中，所述铜合金为铍铜合金、镍铜合金或铬铜合金。
6.在本实用新型一实施例中，所述弹片的形状为长方形，沿所述长方形的长度方向，所述弹片的一端固定在固定板上，另一端形成自由端；或，所述弹片的形状为梯形，所述梯形的下端部固定在所述固定板上，所述梯形的上端部为自由端。
7.在本实用新型一实施例中，所述张力传感器还包括电路板，所述电路板固定在所述固定板上，并与所述磁场感应元件电性连接；且所述电路板上设有用于获取所述弹片状态数据的检测端口，所述检测端口与所述电路板电性连接。
8.在本实用新型一实施例中，所述电路板固定在所述固定板背离所述弹片的表面，在所述固定板上所述磁体对应的投影处开设有通孔，所述磁场感应元件设在所述电路板上对应所述通孔的位置处。
9.在本实用新型一实施例中，所述检测端口处设有用于封闭所述检测端口的橡胶盖。
10.在本实用新型一实施例中，所述张力传感器还包括外壳，所述固定板及所述电路板固定在所述外壳内；所述外壳上设有指示件，所述指示件与所述电路板电性连接。
11.在本实用新型一实施例中，所述外壳形成有流动通道，所述弹片的自由端位于所述流动通道内；所述张力传感器还包括导向件，所述导向件沿所述流动通道的通道方向固定在所述外壳上，且对应所述流动通道设有限位槽。
12.在本实用新型一实施例中，所述弹片的自由端背离所述磁体的表面形成有用于限定纱线的凹槽
13.在本实用新型一实施例中，所述弹片的自由端设有导线件，所述导线件固定在所述自由端，且所述凹槽开设在所述导线件上。
14.本实用新型的技术方案，通过设置铜合金材质的弹片，提高弹片的抗蠕变能力，避免传统弹片在长时间使用后不能恢复原来位置的问题出现，进而使得磁场感应元件能够准确地检测纱线的张力变化，提高张力传感器的检测精度。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
16.图1为本实用新型所述张力传感器的结构示意图；
17.图2为本实用新型所述张力传感器的结构拆分示意图；
18.图3为本实用新型所述张力传感器的部分结构示意图。
19.附图标号说明：
20.标号名称标号名称100张力传感器30磁体10固定板40磁场感应元件11凸起件50电路板12导向件51检测端口20弹片60外壳21导线件61指示灯
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70纱线
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
23.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“若干”、“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
24.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理
解，例如，“固定”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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，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。
25.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
26.本实用新型提出一种张力传感器，旨在提高张力传感器的检测精度。
27.下面将在具体实施例中对本实用新型提出的张力传感器的具体结构进行说明：
28.在本实施例的技术方案中，如图2、图3所示，张力传感器100包括：固定板10、弹片20、磁体30及磁场感应元件40；弹片20与固定板10相对设置，弹片20的一端固定在固定板10，另一端形成自由端，用于与纱线70抵顶，以在纱线70张紧时相对固定的一端弯曲；磁体30固定在弹片20的自由端，以围绕自由端形成磁场；磁场感应元件40对应磁体30的磁场设在固定板10上；其中，弹片20采用铜合金。
29.可以理解地，传统的霍尔芯片方案的张力传感器，霍尔芯片方案中的弹片多采用铜材质，使用过程中，纱线70下压对弹片产生压力，弹片发生形变，霍尔传感器感应形变进而判断纱线70的张力情况；在纱线70恢复原有状态时，弹片恢复原有状态，由于铜的抗疲劳性能差，在长时间使用后，金属疲劳，弹片不能够恢复到原有状态，在纱线70再次下压时，影响霍尔传感器的检测精度，导致后期使用过程中发生精度不稳的问题。本实用新型通过设置铜合金材质的弹片20，提高弹片20的抗蠕变能力，避免传统弹片在长时间使用后不能恢复原来位置的问题出现，进而使得磁场感应元件30能够准确地检测纱线70的张力变化，提高张力传感器的检测精度。
30.具体地，固定板10上设有凸起件11；弹片20的一端固定在凸起件11上，另一端形成自由端，用于感应纱线70的位置变化；磁体30固定在弹片20的自由端，以围绕自由端形成磁场；磁场感应元件40对应磁体30的磁场设在固定板10上，磁场感应元件40可以是霍尔传感器；纱线70由于张力的变化，进而在弹片20上产生不同的压力，弹片20受到压力而发生形变，进而带动磁体30发生位置变化，由于磁体30发生位置变化进而导致磁场发生变化，磁场感应元件40感应到磁场的变化，将磁场变化信号转化成电信号并传输至主控制，进而确定纱线70张力的大小，使得使用者能够清楚知道纱线70张力的变化；在使用的过程中，纱线70张紧时，纱线70对弹片20的自由端产生较大压力，弹片20的自由端向磁场感应元件40方向移动，进而带动磁体30向磁场感应元件40方向移动，磁场对应向磁场感应元件40方向移动，进而磁场感应元件40感应磁场强度的变化，判断纱线70的压力，根据压力换算纱线70的张力变化；在纱线70恢复原有张力时，由于弹片20具有较好的抗蠕变能力，可恢复到原有位置处，不会影响纱线70下次对弹片20产生的压力，能够很好地对应纱线70的压力产生对应的形变。
31.本实施列的技术原理：张力传感器100主要用于检测纱线70张力，通过弹片20受纱线70压力变形而产生一定的形变，进而引起磁体30与磁场感应元件40的相对位置发生变化，产生磁场强度的变化，从而检测纱线70的位置变化值，进而检测纱线70的张力变化。
32.在本实用新型一实施例中，铜合金为铍铜合金、镍铜合金或铬铜合金。
33.可以理解地，弹片20选用具有高抗蠕变性能的铜合金，例如铍铜合金、镍铜合金或、铬铜合金。其中，铍铜合金，其主要成分为铍、铜，其中还包括一些其他成分，例如镍、铬等金属；通过将弹片20的材料选用铍铜合金、镍铜合金或铬铜合金，以提高弹片20在使用过程中的抗疲劳性，在纱线70压在弹片20上时能够有效带动磁体30移动，进而使得磁场感应元件40能够准确感应到磁场的变化，进而更好地检测纱线70的张力，在纱线70张力恢复后，弹片20能够返回至原来位置处，用于再次检测纱线70的张力，如此循环检测。
34.在本实用新型一实施例中，弹片20的形状为长方形，沿长方形的长度方向，弹片20的一端固定在固定板10上，另一端形成自由端；或，弹片20的形状为梯形，梯形的下端部固定在固定板10上，梯形的上端部为自由端。
35.可以理解地，为了使得弹片20能够在受到纱线70压力时更好地产生对应的形变，将弹片20设置为长方形，在不受力时，能够保持平衡，在受力时能够向下弯曲，进而改变磁场，使得磁场感应元件40能够准确感应磁场的变化，进而确定纱线70的张力变化。
36.在一种可行的实施方式中，弹片20的形状为梯形，弹片20的下端部(底边较长的端部)固定在凸起件11上，上端部向自由方向延伸，以使弹片20的重量朝向自由端方向是依次减少的，故在不受力时，更容易保持平衡，在受力时更容易朝向磁场感应元件40的方向产生形变，进而改变磁场，使得磁场感应元件40能够感应磁场的变化，进而确定纱线70的变化。
37.在本实用新型一实施例中，如图3所示，张力传感器100还包括电路板50，电路板50固定在固定板10上，并与磁场感应元件40电性连接；且电路板50上设有用于获取弹片20状态数据的检测端口51，检测端口51与所述电路板50电性连接。
38.可以理解地，通过设置电路板50，将磁场感应元件40感应的信号传输给电路板50，进而使得电路板50根据磁场感应元件40感应的信号判断纱线70张力的变化，进而可将纱线70张力的变化传输至指示件60，且电路板50上设置有检测端口51，在检测端口51外接校正装置，通过检测端口51将弹片20的状态数据传输至校正装置上，用于对纱线70带动弹片20和弹片20上的磁体30的运动距离进行校正。
39.在本实用新型一实施例中，如图3所示，电路板50固定在固定板10背离弹片20的表面，在固定板10上磁体30对应的投影处开设有通孔，磁场感应元件40设在电路板50上对应通孔的位置处。
40.可以理解地，为了使设计更加简单，将电路板50固定在固定板10背离弹片20的表面；为了节省连接线，通过将磁场感应元件40设在电路板50上，且在固定板10上对应磁体30的投影处开设有通孔，以使磁体30受压力运动时能够穿过通孔，或磁场通过通孔达到磁场感应元件40，以使磁场感应元件40能够清楚地感应磁场的变化。
41.在本实用新型一实施例中，检测端口51处设有用于封闭检测端口51的橡胶盖。
42.可以理解地，为了防止检测端口51在不使用时受到外界的污染，通过设置橡胶盖，盖设在检测端口51上，用于保护检测端口51；张力传感器100还包括有外壳60，电路板50设置在外壳60上，外壳60对应检测端口51处设有用于连通外界的连接口，检测端口51抵顶在形成连接口的连接臂上，以使从连接口外侧插入的校正装置，能够直接连接在检测端口51，橡胶盖可转动地连接在外壳60上，并用于封闭连接口；或橡胶盖与连接口可通过卡接的方式连接，在使用时直接拿掉橡胶盖。
43.在本实用新型一实施例中，如图1所示，张力传感器100还包括外壳60，固定板10及
电路板50固定在外壳60内；外壳60上设有指示件61。
44.可以理解地，固定板10及电路板50固定在外壳60内，为了使得使用者能够清楚知道张力传感器100的状态，指示件61与电路板50电性连接，用于显示张力传感器100的状态信息，指示件61可为导光柱或指示灯。在可选的实施例中，指示灯包括两个，其中第一指示灯用于显示供电状态，正常供电时指示灯亮，第二指示灯用于显示张力状态，当张力波动稳定时，第二指示灯不亮，当张力超出预设阈值时，第二指示灯亮。
45.在本实用新型一实施例中，如图1所示，外壳60形成有通道，弹片20的自由端位于通道内；张力传感器100还包括导向件12，导向件12沿通道的延伸方向固定在外壳60上，且对应通道设有限位槽。
46.可以理解地，为了使得纱线70能够在外壳60内按照一定的方向走线，在外壳60上形成有通道，通过沿通道延伸方向设置导向件12，导向件12的限位槽用于限定纱线70位置，防止纱线70移出通道外侧，进而使得纱线70的张力能够很好地作用在弹片20的自由端。
47.在一种可行的实施方式中，张力传感器100包括两个导向件12，两个导向件12沿通道的延伸方向分别设在弹片20的两侧。
48.在本实用新型一实施例中，弹片20的自由端背离磁体30的表面形成有用于限定纱线70的凹槽。
49.可以理解地，纱线70由于张力的原因，可能造成落在弹片20的不同位置，为了更好地将纱线70的特定下压力传递至弹片20，在弹片20的自由端背离磁体30的表面形成有用于限定纱线70的凹槽，凹槽能够更好地限定纱线70，防止纱线70在不同的位置下压弹片20，影响检测的精度。可选地，凹槽为u型槽或v型槽。
50.在本实用新型一实施例中，如图2、图3所示，弹片20的自由端设有导线件21，导线件21固定在自由端，且凹槽开设在导线件21上。
51.可以理解地，直接在弹片20上形成凹槽是比较困难的，为了节省设置的复杂性，通过在弹片20的自由端设置导线件21，弹片20的自由端插接在导线件21中间，在导线件21的一端形成有凹槽，以避免弹片20上难以形成凹槽的问题；磁体30连接在导线件21远离凹槽的一端，以便于磁体30与弹片20之间的固定。
52.具体地，纱线70从通道的一端穿入，经由一导向件12的限位槽后，穿设在导线件21的凹槽内，并经过凹槽穿设至另一导向件12的限位槽，并从导向件12背离导线件21的一侧传出，形成传送纱线70的通道，纱线70稳定地穿设在通道内；在纱线70的张紧变化时，直接作用于导线件21形成凹槽的槽壁，导线件21带动弹片20和磁体30朝向磁场感应元件40方向移动，进而使得磁场感应元件40感应磁体30的变化。
53.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。