一種新型電動伺服擰緊軸的製作方法

2023-09-18 00:17:05

本實用新型涉及電動伺服擰緊軸領域，特別涉及一種新型電動伺服擰緊軸。

背景技術：

現有的大型設備在製造過程中多採用電機伺服擰緊軸進行擰緊工作，然而部分設備為完成高精度的工作對設備的精密度要求比較高，如部分設備對軸體的扭矩要求比較高，而現有的伺服擰緊軸雖然能夠自動擰緊，卻並沒有精確確定扭矩擰緊的功能，採用外接扭矩傳感器設備測試扭矩從而控制擰緊雖然也能夠實現，但是因設備較多，可能存在更多的誤差，精確度不高，同時，因採用設備較多所以存在成本高昂的問題。

為此提供一種新的伺服擰緊軸，能夠在擰緊的同時測定擰緊設備的扭矩，並通過預設扭矩進行擰緊就顯得尤為必要。

另外，部分擰緊結構能夠使用的擰緊軸需要的空間很小或是需要與擰緊結構成一定角度，因此，提供一種能滿足上述需求的擰緊軸就變成目前行業急需解決的問題。

技術實現要素：

為解決上述現有技術存在的問題，本實用新型的目的在於提供一種新型電動伺服擰緊軸，能夠同時完成擰緊和扭矩測試的功能，在擰緊的同時測試擰緊設備扭矩，按照預設扭矩進行擰緊，具有精度高，成本較低的優點，具有很好的市場前景。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種新型電動伺服擰緊軸，包括一扭矩傳感器，扭矩傳感器連接減速機，減速機連接伺服電機，伺服電機連接伺服驅動器，扭矩傳感器、減速機、伺服電機均通過其相鄰結構的外殼四角上設置的螺栓固連，扭矩傳感器上設置有線路輸出口，伺服電機上設置有線路輸入口，扭矩傳感器經線路輸出口連接處理模塊，處理模塊由伺服驅動器經線路輸入口連接伺服電機；

由扭矩傳感器經線路輸出口、處理模塊、伺服驅動器、線路輸入口、伺服電機完成一個完整的控制迴路；

芯軸經伺服電機從扭矩傳感器穿出，頭端形成方形的端軸；

扭矩傳感器外部為外殼，盤式彈性體位於外殼內，通過盤面中心套接芯軸，通過盤面上的螺栓與前後結構的外殼固定，盤式彈性體軸向剖面成工型，兩端盤面向內凹進形成圓形凹，一側的圓形凹內貼有一組電阻應變片，繞盤面一周均勻設置，電阻應變片通過線路最終與電路板電連接。

進一步的，所述盤式彈性體另一側面的圓形凹內貼有一組電阻應變片，共兩組電阻應變片。

進一步的，所述電動伺服擰緊軸為偏心電動伺服擰緊軸。

進一步的，所述偏心電動伺服擰緊軸在扭矩傳感器和減速機之間還設置一齒輪箱，齒輪箱內設置兩平面嚙合的齒輪，與芯軸套接齒輪相嚙合的齒輪向外延伸出方形的擰緊軸。

進一步的，所述每組電阻應變片為4個或8個。

進一步的，所述扭矩傳感器近端軸側的表面固連有連接法蘭。

相對於現有技術，本實用新型的有益效果為：

一種新型電動伺服擰緊軸，能夠同時完成擰緊和扭矩測試的功能，在擰緊的同時測試擰緊設備扭矩，按照預設扭矩進行擰緊，具有精度高，成本較低的優點，具有很好的市場前景；

同時目前很多設備由於在擰緊時設備已經組裝完成，留給擰緊軸的空間較小而傳統的擰緊軸，軸心往往位於擰緊軸中心，四周需要空間較大，本設備可採用偏心或轉角設置，很好的解決了上述問題，擰緊軸需要的空間更小，具有很好的商業應用價值。

本實用新型在傳感器設置上採用兩組應變片，利用冗餘計算極大的減少了傳感器測試數據的錯誤概率，在數據要求極高的情況下，應用前景廣闊。

附圖說明

圖1為本實用新型的控制環路結構框圖。

圖2為本實用新型直柄電動伺服擰緊軸的結構示意圖。

圖3為本實用新型扭矩傳感器的軸向剖面圖。

圖4為本實用新型扭矩傳感器顯示電阻應變片位置的徑向剖面圖。

圖5為本實用新型偏心電動伺服擰緊軸的齒輪箱結構示意圖。

圖6為本實用新型彎頭電動伺服擰緊軸的齒輪箱結構示意圖。

其中，1-扭矩傳感器，2-減速機，3-伺服電機，4-伺服驅動器，5-螺栓，6-外殼，7-線路輸入口，8-線路輸出口，9-處理模塊，10-連接法蘭，11-芯軸，12-端軸，13-盤式彈性體，14-電阻應變片，15-電路板，16-齒輪箱,17-齒輪，18-傘齒輪，19-圓形凹。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型技術方案做進一步詳細描述：

如圖1-6所示，一種新型電動伺服擰緊軸，包括一扭矩傳感器1，扭矩傳感器1連接減速機2，減速機2連接伺服電機3，伺服電機3連接伺服驅動器4，扭矩傳感器1、減速機2、伺服電機3均通過其相鄰結構的外殼6四角上設置的螺栓5固連，扭矩傳感器1上設置有線路輸出口8，伺服電機3上設置有線路輸入口7，扭矩傳感器1經線路輸出口8連接處理模塊9，處理模塊9由伺服驅動器4經線路輸入口7連接伺服電機3；

由扭矩傳感器1經線路輸出口8、處理模塊9、伺服驅動器4、線路輸入口7、伺服電機3完成一個完整的控制迴路；

芯軸11經伺服電機3從扭矩傳感器1穿出，頭端形成方形的端軸12；

扭矩傳感器1外部為外殼6，盤式彈性體13位於外殼6內，通過盤面中心套接芯軸11，通過盤面上的螺栓5與前後結構的外殼固定，盤式彈性體13軸向剖面成工型，兩端盤面向內凹進形成圓形凹19，一側的圓形凹19內貼有一組電阻應變片14，繞盤面一周均勻設置，電阻應變片14通過線路最終與電路板15電連接。

進一步的，所述盤式彈性體13另一側面的圓形凹19內貼有一組電阻應變片14，共兩組電阻應變片。

進一步的，所述電動伺服擰緊軸為直柄電動伺服擰緊軸，偏心電動伺服擰緊軸或彎頭電動伺服擰緊軸。

進一步的，如圖6所示，所述偏心電動伺服擰緊軸在扭矩傳感器1和減速機2之間還設置一齒輪箱16，齒輪箱16內設置兩平面嚙合的齒輪17，與芯軸11套接齒輪17相嚙合的齒輪17向外延伸出方形的端軸12。

進一步的，所述每組電阻應變片14為4個或8個。

進一步的，所述扭矩傳感器1近端軸側的表面固連有連接法蘭10。

本實用新型的工作原理為：

實際工作中，將端軸12與負載端的方孔固定，並通過連接法蘭10與負載端的法蘭盤固連，伺服驅動器4驅動伺服電機3，從而帶動負載端轉動，由於電動伺服擰緊軸外殼6整體與負載端外殼固連，負載端芯部轉動時外殼6會受到相同的反作用力，通過測試反作用力在靜態下測試扭矩；

由於本實用新型採用盤式彈性體13上的兩組電阻應變片測定扭矩數據，兩組數據相互檢驗，從而確保數據的高精確度，如單組電阻應變片的數據出錯率為10-4，則兩組電阻應變片的出錯率為10-8出錯率明顯降低多個量級。

在本實用新型的另一實施例中，遇到擰緊空間過小或是需要轉角的情況時，採用彎頭或偏心結構進行測試。整體測試精確度高，出錯率小，且適用工況多樣，具有很好的商業推廣價值。

本實用新型採用盤式彈性體13為基礎設置扭矩傳感器1，因此扭矩傳感器1需要的長度顯著縮短，提高了電動伺服擰緊軸的整體使用空間。對實際長度較短的工況使用效果非常好。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。