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申请/专利权人：浙江师范大学

摘要：本发明公开了一种软传感器三叉形装置，属于软传感器领域。软传感器三叉形装置包括三叉形支撑机构和若干软传感器，软传感器以拉伸状态安装在三叉形支撑机构上，每一个软传感器受力均匀；三叉形支撑机构包括顶部圆盖形连接件、中部滑动连接件和底部三叉形连接件，三者同轴，且滑动连接件垂直于圆盖形连接件和三叉形连接件；圆盖形连接件和三叉形连接件内部为铰接结构；软传感器的一端固定在三叉形连接件上，另一端固定在圆盖形连接件上，圆盖形连接件受垂直或水平方向的力后驱动滑动连接件实现上下运动或倾斜运动，带动软传感器发生拉伸或收缩变形，从而产生电容变化响应，根据电容变化即可同时检测轴承的位移和倾斜角度，结构简单，适用范围广。

主权项：1.一种软传感器三叉形装置，其特征在于，包括三叉形支撑机构和若干软传感器4，所述的软传感器4以拉伸状态安装在三叉形支撑机构上，每一个软传感器4受力均匀；所述的三叉形支撑机构包括顶部的圆盖形连接件1、中部的滑动连接件2和底部的三叉形连接件3，三者同轴相连，且所述的滑动连接件2垂直于圆盖形连接件1和三叉形连接件3；所述的圆盖形连接件1和三叉形连接件3内部设有铰接结构；每一个软传感器4的一端固定在三叉形连接件3上，另一端固定在圆盖形连接件1上，圆盖形连接件1受垂直或水平方向的力后驱动滑动连接件2实现上下运动或倾斜运动，带动软传感器4发生拉伸或收缩变形，从而产生电容变化响应，在工作过程中，软传感器始终保持拉伸状态；所述的软传感器4由片状软材料和位于片状软材料两侧的导电层构成，通过外部电路与导电层连接，读取电容变化响应；所述的圆盖形连接件1包括顶部圆盖11、圆盖球头12和圆盖球头限位座13，所述顶部圆盖11的侧壁设有软传感器插槽1101，且槽口处设有向下倾斜的导向口1102，顶部圆盖11的底部中心设有第一半球形腔室1103；位于圆盖球头12一端的上球体1201通过圆盖球头限位座13安装在第一半球形腔室1103内形成铰接结构，上球体1201能够在第一半球形腔室1103内转动；位于圆盖球头12另一端的上连接部1202与滑动连接件2连接；所述的滑动连接件2包括筒球头基座21、弹簧22、活塞筒23、伸缩杆24和杆球头基座25，所述的伸缩杆24和弹簧22套接于活塞筒23内，且弹簧22位于伸缩杆24顶部，通过筒球头基座21固定，伸缩杆24顶部与活塞筒23底部设有防止伸缩杆24滑出活塞筒23的限位结构，伸缩杆24底部伸出活塞筒并通过杆球头基座25与三叉形连接件3连接；所述的三叉形连接件3包括底座球头限位座31、底座球头32和三叉形底座33，所述的三叉形底座33的顶部中心设有第二半球形腔室3301；位于底座球头32一端的下球体3201通过底座球头限位座31安装在第二半球形腔室3301内形成铰接结构，下球体3201能够在第二半球形腔室3301内转动；位于底座球头32另一端的下连接部3202与滑动连接件2连接；所述的软传感器三叉形装置与高架桥轴承并排安装于高架桥与桥墩之间的空隙处，圆盖形连接件1上表面和三叉形连接件3下表面分别抵接桥梁和桥墩，当桥梁和桥墩发生相对运动时，圆盖形连接件1和三叉形连接件3分别跟随桥梁和桥墩发生相对运动，滑动连接件2适应性伸缩或倾斜，同时带动不同方向上的软传感器4发生伸缩变形，从而产生电容变化，通过读取电容变化值即可检测出高架桥轴承的实时移位情况；高架桥在车辆行驶过程中受力后，在垂直方向上会对圆盖形连接件1的顶部造成向下的压力，滑动连接件2的内置弹簧受压，迫使伸缩杆产生垂直向下的位移；顶部圆盖11带动软传感器运动，故软传感器会在初始拉伸状态的基础上产生一定收缩变形，收缩变形量与受力大小有关；收缩变形导致电容变化，通过电容变化可以检测出高架桥轴承的垂直位移情况；当高架桥相对桥墩发生水平位移时，在水平方向上会对圆盖形连接件1的顶部造成水平方向上的摩擦力，带动圆盖球头和底座球头发生一定范围内的转动，甚至也会带动顶部圆盖11产生相应的水平位移；同理，顶部圆盖11的转动或者水平位移会带动软传感器运动，三个软传感器将会发生不同程度的拉伸或收缩，通过电容变化可以检测出高架桥轴承的水平位移或转角；通过实时检测三个不同方向上的软传感器的拉伸与收缩变形，即可反求出垂直、水平位移及偏转角度，以检测弹性轴承的实时位移变化和偏转角度。

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