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龍圖騰網(wǎng)恭喜中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院申請(qǐng)的專利一種基于變剛度柔性樞軸結(jié)構(gòu)的微小力值測(cè)量裝置及方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN118706233B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-18發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202411182655.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01G7/06；該發(fā)明授權(quán)一種基于變剛度柔性樞軸結(jié)構(gòu)的微小力值測(cè)量裝置及方法是由張凱;白洋;張智敏設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-08-27向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于變剛度柔性樞軸結(jié)構(gòu)的微小力值測(cè)量裝置及方法在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種基于變剛度柔性樞軸結(jié)構(gòu)的微小力值測(cè)量裝置及方法，所述裝置包括圓柱形電容器、Z向精密位移臺(tái)、第一XY水平位移臺(tái)、柔性樞軸結(jié)構(gòu)、差分激光干涉儀、重心調(diào)整塊、托盤、拉伸彈簧、Z軸升降平臺(tái)，柔性樞軸結(jié)構(gòu)能夠繞旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生鉛垂方向的運(yùn)動(dòng)，包括上部桿件、中部桿件、底部桿件和多個(gè)簧片型柔性鉸鏈；差分激光干涉儀測(cè)量得到圓柱外電極與圓柱內(nèi)電極的相對(duì)位移量；重心調(diào)整塊調(diào)整柔性樞軸結(jié)構(gòu)的重心；托盤用于承載加載的力值，中部桿件的下端連接圓柱內(nèi)電極；拉伸彈簧的一端固定在Z軸升降平臺(tái)上，張緊力可變。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)柔性樞軸結(jié)構(gòu)鉛垂向剛度的調(diào)節(jié)，滿足10μN(yùn)至1mN量程內(nèi)微小力值的力值分辨力與測(cè)量準(zhǔn)確度需求。

本發(fā)明授權(quán)一種基于變剛度柔性樞軸結(jié)構(gòu)的微小力值測(cè)量裝置及方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于變剛度柔性樞軸結(jié)構(gòu)的微小力值測(cè)量裝置，其特征在于，包括圓柱形電容器、Z向精密位移臺(tái)、第一XY水平位移臺(tái)、柔性樞軸結(jié)構(gòu)、差分激光干涉儀、重心調(diào)整塊、托盤、拉伸彈簧、Z軸升降平臺(tái)，所述圓柱形電容器包括圓柱外電極和圓柱內(nèi)電極，圓柱外電極固定在Z向精密位移臺(tái)上，Z向精密位移臺(tái)固定在第一XY水平位移臺(tái)上，第一XY水平位移臺(tái)用于在水平方向上調(diào)整圓柱外電極與圓柱內(nèi)電極的相對(duì)位置，保證圓柱外電極與圓柱內(nèi)電極同軸安裝，Z向精密位移臺(tái)用于驅(qū)動(dòng)圓柱外電極在鉛垂方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述柔性樞軸結(jié)構(gòu)能夠繞著旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生鉛垂方向的運(yùn)動(dòng)，包括上部桿件、中部桿件、底部桿件、固定支座和多個(gè)簧片型柔性鉸鏈，上部桿件、中部桿件和底部桿件形成中心對(duì)稱的機(jī)械結(jié)構(gòu)，上部桿件和底部桿件的一端分別與固定支座連接，上部桿件和底部桿件的另一端分別與中部桿件的兩端連接，上部桿件、中部桿件、底部桿件和固定支座之間通過(guò)所述多個(gè)簧片型柔性鉸鏈固定連接，圓柱內(nèi)電極的端部與柔性樞軸結(jié)構(gòu)相連接，柔性樞軸結(jié)構(gòu)繞著旋轉(zhuǎn)中心的鉛垂方向的運(yùn)動(dòng)能夠帶動(dòng)圓柱內(nèi)電極在圓柱外電極中產(chǎn)生相對(duì)位移；所述差分激光干涉儀用于將測(cè)量光束射入圓柱外電極和圓柱內(nèi)電極的底部，測(cè)量得到圓柱外電極與圓柱內(nèi)電極的相對(duì)位移量；所述重心調(diào)整塊與柔性樞軸結(jié)構(gòu)的上部桿件連接，用于調(diào)整柔性樞軸結(jié)構(gòu)的重心，使其與柔性樞軸結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)中心相重合；所述托盤與中部桿件的上端連接，用于承載加載的力值，中部桿件的下端連接圓柱內(nèi)電極，托盤與圓柱內(nèi)電極的中心對(duì)稱軸線相重合；所述拉伸彈簧的一端固定在上部桿件的一端的對(duì)稱中心位置，另外一端固定在Z軸升降平臺(tái)上，拉伸彈簧的張緊力能夠隨著Z軸升降平臺(tái)沿Z軸的運(yùn)動(dòng)而改變；柔性樞軸結(jié)構(gòu)在鉛垂方向的整體剛度為： 其中，k1為柔性樞軸結(jié)構(gòu)的初始正剛度，k2為拉伸彈簧的彈性系數(shù)，l1為柔性樞軸結(jié)構(gòu)的端部至旋轉(zhuǎn)中心的長(zhǎng)度，l0為拉伸彈簧的原始長(zhǎng)度，l2為拉伸彈簧拉伸之后的長(zhǎng)度。

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