輪輻式聯軸器扭矩傳感器的製作方法

2023-09-17 15:46:10 2

專利名稱：輪輻式聯軸器扭矩傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輪輻式聯軸器扭矩傳感器，屬於扭矩傳感器技術領域。
背景技術：
隨著現代控制技術的發展，對機械設備扭矩大小的實時監測和控制變得越來越重要，扭矩傳感器的應用也就變得非常普遍。扭矩傳感器在使用過程中一般是先和聯軸器相連接，然後聯軸器再和傳動設備相連，從而扭矩傳感器才能順利將傳遞的扭矩測出，這無形中加大了設備軸向連接尺寸。同時，現有扭矩傳感器的結構中大多有機座，這無形之中也增加扭矩傳感器的體積佔有量，使扭矩傳感器在一些結構要求比較緊湊的設備中的應用變的困難。所以本聯軸 器式扭矩傳感器的結構設計中，取消機座的設計還處於空白。
發明內容本實用新型的目的，是提供一種既可以用作聯軸器，又可以用作扭矩傳感器的聯軸器式扭矩傳感器，其可以保證新型聯軸器式扭矩傳感器的裝配尺寸和現有聯軸器裝配尺寸相一致，在使用過程中，只需用該新型聯軸器式扭矩傳感器去替換現有一對聯軸器中的一支聯軸器即可，不需要再加裝聯軸器機座。為實現上述的目的，本實用新型採用如下的技術方案輪輻式聯軸器扭矩傳感器包括彈性體、應變電橋、數據處理電路和無線發射模塊，彈性體是具有輪輻結構的聯軸器形鋼質結構體，應變片粘貼在彈性體輪輻上，應變片組成電橋，數據處理電路處理電橋失穩電壓並計算扭矩值，通過無線發射模塊將扭矩值傳輸到地面接收端。首先將傳感器彈性體加工成聯軸器的形狀，然後將法蘭盤端面進行二次加工，將法蘭盤端面加工出輪輻，在輪輻側面粘貼應變片，用導線將應變片相連組成電橋，輪輻和輪輻之間安裝有電路板，電路板上有單片機、電源、電子電路等，用來對電橋進行供電以及數據的採集、分析處理，以及無線傳輸，法蘭盤兩個端面分別有一個端蓋，用來保護應變電橋和電子電路。通過上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果I、本實用新型同時實現了聯軸器和扭矩傳感器二者的功能，其裝配尺寸和原聯軸器相一致，有效減小了設備軸向安裝尺寸，可以使扭矩傳感器得到更廣泛的應用。2、採用無線傳輸模式，電路板上的電源提供整個測試及無線傳輸電路所需的用電量，所以取消了原有扭矩傳感器所必須的供電機座。扭矩傳感器的徑向尺寸得到有效的減小，使扭矩傳感器的安裝變得更加方便。3、採用輪輻式的結構，測試原理簡單可靠，設備維護方便，生產成本低廉，經濟效益顯著。

圖I為本實用新型結構的軸向剖視圖，圖2為本實用新型如圖I所示的結構卸掉端蓋2後A-A方向上的左視圖。
具體實施方式
以下結合具體的實施例對本實用新型進行具體的說明。如圖I和圖2所示，傳感器主要由彈性體I和法蘭盤兩側端蓋2、3組成。彈性體I裝配尺寸和原聯軸器裝配尺寸相一致，但是彈性體I中存在輪輻結構，輪輻的個數可以是4個、6個、8個、10個或者12個，同時彈性體I法蘭盤上有柱銷孔，柱銷孔的個數可以是4個、6個、8個或者10個，彈性體I的端蓋3側法蘭端面和聯軸器相連，連接形式可以是柱銷連接，也可以是螺栓連接；彈性體內孔通過鍵與軸相連，彈性體的材料為適合做彈性材料的合金鋼，法蘭端面加工出輪輻7，每個輪輻上粘貼兩片應變片9，應變片組成電橋，然後將電橋接入數據處理電路的電路板8，電路板8上包含電源、放大電路、穩壓電路、單片機、無線發射模塊等，其中電源、放大電路、穩壓電路、單片機稱為測試電路，將電路板8安裝在輪輻之間的空隙中，即將測試電路和無線發射模塊的電路板安裝在輪輻之間的空隙處，固定於彈性體的非輪輻位置處，非連接聯軸器一側的端蓋2通過螺釘4固定在彈性體I上，端蓋2 上開有傳輸無線信號所需的孔5，端蓋3通過端蓋圓周方向上的螺紋和彈性體I相連。在對彈性體I和法蘭兩側端蓋2、3進行設計製造時，使彈性體兩側端蓋2、3與彈性體外圓周的圓環面相連，同時保持其與輪輻和內圓環相分離。當彈性體受到扭矩時，彈性體I的輪輻7會發生變形，輪輻的變形會使應變片9產生阻值的變化，測試電路8通過測試電橋的電壓差計算出傳感器所受扭矩的變化，然後無線發射模塊將扭矩值無線傳輸到地面接收裝置。
權利要求1.輪輻式聯軸器扭矩傳感器，包括彈性體、應變電橋、數據處理電路和無線發射模塊，其特徵在於彈性體是具有輪輻結構的聯軸器形鋼質結構體，應變片粘貼在彈性體輪輻上，應變片組成應變電橋，數據處理電路處理電橋失穩電壓並計算扭矩值，通過無線發射模塊將扭矩值傳輸到地面接收端。
2.根據權利要求I所述的傳感器，其特徵在於，彈性體中有輪輻結構，輪輻個數可以是4個、6個、8個、10個或者12個，彈性體的內孔通過鍵與軸相連接，彈性體法蘭盤上有柱銷孔，可以通過柱銷或者螺栓和聯軸器相連，柱銷孔個數可以是4個、6個、8個、10個。
3.根據權利要求I所述的傳感器，其特徵在於，應變片粘貼於輪輻上，每個輪輻上粘貼有兩片應變片，應變片組成電橋後接入數據處理電路。
4.根據權利要求I所述的傳感器，其特徵在於，測試電路和無線發射模塊的電路板安裝在輪輻之間的空隙中，固定在彈性體的非輪輻位置處。
5.根據權利要求I所述的傳感器，其特徵在於，非連接聯軸器一側的端蓋上開有傳送 無線信號所需的孔。
6.根據權利要求I所述的傳感器，其特徵在於，彈性體兩側端蓋和彈性體外圓周的圓環面相連，同時保持其與輪輻和內圓環相分離。
專利摘要本實用新型涉及一種輪輻式聯軸器扭矩傳感器，包括彈性體、應變電橋、數據處理電路和無線發射模塊，彈性體是具有輪輻結構的聯軸器形鋼質結構體，應變片粘貼在彈性體輪輻上，應變片組成應變電橋，數據處理電路處理電橋失穩電壓並計算扭矩值，通過無線傳輸方式將扭矩值傳送到地面接收端。本實用新型同時實現了聯軸器和扭矩傳感器二者的功能，其裝配尺寸和原聯軸器相一致，有效減少了設備軸向安裝尺寸。而且不需要安裝通常扭矩傳感器所需的機座，從而使得設備安裝簡單，使用可靠，維護方便。
文檔編號G01L3/00GK202533206SQ201120442010
公開日2012年11月14日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者周寧闖, 林福嚴 申請人:中國礦業大學(北京)