非接觸旋轉式扭矩傳感器的製作方法
2023-11-10 03:21:07 2
專利名稱：非接觸旋轉式扭矩傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量扭矩的傳感器，具體地說是提供一種可測量旋轉扭矩的採用非接觸旋轉式扭矩傳感器。
扭矩傳感器的功能是測量作用在軸兩端的扭矩，根據被測軸是否旋轉，扭矩傳感器可分為靜態扭矩傳感器和旋轉扭短傳感器。與本發明相似的旋轉式扭矩傳感器，蘭要基於應變片測試原理，驅動器(電機、氣動或液動馬達等)輸出扭矩使旋轉軸作轉動，旋轉軸帶動負載轉動，欲測負載大小，只需測出作用在旋轉軸上的扭矩即可，而旋轉軸上的扭矩值可由附設應變片得到。即，貼有應變片的軸是旋轉的，用電刷將電源傳遞給旋軸，同時將應變片的輸出信號傳遞給二次儀表或計算機，從而實現扭矩測量。這種測量方法的缺點是電刷易磨損，測量精度不高。
本發明的目的是克服公知旋轉扭矩傳感器的不足，設計一種非接觸旋轉式扭矩傳感器。
本發明的非接觸旋轉式扭矩傳感器仍然是採用應變片測試原理來測量作用在旋轉軸上的扭矩，但測量過程是非接觸式的，無需配置電刷，從而使得傳感器的使用壽命和測量精度都得到提高。
為實現上述目的，本發明中不是將驅動器直接安裝固定在基座上，而是在驅動器和基座之間加入傳感器，即通過傳感器將驅動器固接在基座上。這樣，負載作用在旋轉軸上的扭矩，最終傳遞到傳感器的兩端，形成力偶作用。這時只要通過傳感器測得該力偶，即可測得負載的扭矩。如此，本發明將用應變片測量的旋轉扭矩轉變為測量靜態扭矩，從根本上解決了普通的旋轉扭矩傳感器測量精度不高，設備壽命短的弊端。同時也擴寬了旋轉扭矩傳感器的使用範圍。具體地說，本發明的非接觸旋轉式扭矩傳感器，有一園筒式傳感器部件，該部件帶上、下法蘭，將傳感器部件介於驅動器和驅動器基座之間，通過上、下法蘭使驅動器緊固在基座上。傳感器的其它組件、電控及顯示器的結構和聯接都可按常規技術進行。
在本發明的傳感器中，為保證測量扭矩的精確性，必須使傳感器只受到扭矩力偶，而不受彎矩作用，因此在傳感器上增設防止傳感器變彎的附助設置。這種附助設置可採用多種形式來實現，較簡單的一種附助設置是在傳感器內徑或外徑設置防彎套，防彎套的一端與傳感器上(或下)法蘭剛性聯接，另一端與下(或上)法蘭構成轉動副。由於防彎套可有效防止傳感器變彎，保證了傳感器測量扭矩的精度。附助設置也可採用在轉軸上增設定位軸承的辦法，以確保轉軸在轉動時不發生彎變。
下面通過附圖和實例對本發明的技術給予進一步的說明。
附
圖1為本發明第一種傳感器的結構示意圖。
附圖2為本發明第二種傳感器的結構示意圖。
圖中，1.傳感器；2.上法蘭；3.下法蘭；4.驅動器；5.基座；6.旋轉軸；7.軸承；8.防彎套。
附圖1所示結構的傳感器可為本發明的第1個實例。傳感器1帶有上、下法蘭2、3，驅動器4與上法蘭2固接，下法蘭3與基座5固接，使驅動器4緊固在基座5上，設於基座5上的軸承7用於固定旋轉軸6，防彎套8為設置在傳感器1外徑的外防彎套。
附圖2所示結構的傳感器為本發明的第2實例。該實例中防彎套8為設置在傳感器1內徑的內防彎套。
在附圖1、2中只示出與本發明要素的相關部分，作為傳感器的其它組件，電控和顯示部分的設置均可參照常規技術進行。
上述結構的非接觸旋轉式扭矩傳感器可以精確的用來測量轉動軸的扭矩。典型的應用場合為有自動裝配過程扭矩測量、旋轉件工作負載測量等，並可用於對多種驅動器的測量。
實施例3非接觸旋轉式扭矩傳感器用於數控螺栓擰緊機數控螺栓擰緊機是近二、三十年隨著計算機技術的發展而產生一種新一代的擰緊工具。對於不同的螺栓及組裝部件的要求，擰緊機產生的扭矩值必須嚴格地被控制和調整。為測量其旋轉軸扭矩，一般需配置應變式旋轉扭矩傳感器。但如前述公知的這類傳感器的，測量精度不夠高，且電刷的壽命低，將影響數控螺栓擰緊機的應用效果和充分地發揮其作用。
用本發明實例1或2所示的傳感器配置在數控螺栓擰緊機上，擰緊機工作時，可提高控制擰緊力矩的精度，並提高工作效率10％以上。
權利要求
1.一種非接觸旋轉式扭矩傳感器，是採用應變片測試原理來測量作用在旋轉軸上的扭矩，其特徵在於有一園筒式傳感器部件，該部件帶上、下法蘭，將傳感器部件介於驅動器和驅動器基座之間，通過上、下法蘭使驅動器緊固在基座上，這樣，負載作用在旋轉軸上的扭矩，最終傳遞到傳感器的兩端，形成力偶作用，這時只要通過傳感器測得該力偶，即可測得負載的扭矩的一傳感器。
2.按照權利要求1所述的非接觸旋轉式扭矩傳感器，其特徵在於在傳感器上增設防止傳感器變彎的附助設置，該附助設置是在傳感器內徑設置防彎套，防彎套的一端與傳感器上(或下)法蘭剛性聯接，另一端與下(或上)法蘭構成轉動副。
3.按照權利要求1所述的非接觸旋轉式扭矩傳感器，其特徵在於在傳感器上增設防止傳感器變彎的附助設置，該附助設置是在傳感器外徑設置防彎套，防彎套的一端與傳感器上(或下)法蘭剛性聯接，另一端與下(或上)法蘭構成轉動副。
全文摘要
一種非接觸旋轉式扭矩傳感器,是採用應變片測試原理來測量作用在旋轉軸上的扭矩,它有一圓筒式傳感器部件,該部件帶上、下法蘭,將傳感器部件介於驅動器和驅動器基座之間,通過上、下法蘭使驅動器緊固在基座上,這樣,負載作用在旋轉軸上的扭矩,最終傳遞到傳感器的兩端,形成力偶作用,這時只要通過傳感器測得該力偶,即可測得負載的扭矩。這種非接觸旋轉式扭矩傳感器可以精確的用來測量轉動軸的扭矩,配置在數控螺栓擰緊機上,可提高控制擰緊力矩的精度,並提高工作效率。
文檔編號G01L3/00GK1208852SQ9711573
公開日1999年2月24日 申請日期1997年8月20日 優先權日1997年8月20日
發明者趙明揚, 房立金, 李群明, 徐志剛, 張波, 李燕 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所