一種適用於多種電機微力矩的測量裝置的製作方法

2023-10-08 23:19:49 3

本發明涉及電機力矩測量裝置技術領域，特別是涉及一種適用於多種電機微力矩的測量裝置。

背景技術：

對電機微小力矩的準確測量一直以來都備受電機設計人員的關注，電機微小力矩測試平臺設計的合理性與穩定性關乎到所測量數據的準確性和可靠性。國內外在對電機的微小輸出力矩測量中主要採用光電式力矩測量方式，但其支撐機構並不能實現對多種不同型號電機輸出力矩的測量，基本都是只能對某一種型號的電機的微小力矩的測量。不同電機的工裝具有一定的差異性，考慮電機在設計中工裝的不一致性，不同型號的電機其外徑尺寸將會有一定程度上的改變，如此就需要頻繁更換電機支撐機構，或是根據不同的電機加工出相對應的測試平臺，這勢必將會增加設計成本並且佔據較大的實驗空間。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種適用於多種電機微力矩的測量裝置，以解決上述現有技術存在的問題，可減少電機支撐機構的重複設計率，提高對多種電機微小力矩測試的測試效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種適用於多種電機微力矩的測量裝置，包括底座以及設置在所述底座上的力矩測量部、卡盤支撐部、待測電機部和末端支撐部，所述力矩測量部包括力矩測量儀和力矩測量儀支撐座，所述力矩測量儀支撐座安裝在所述底座上，所述力矩測量儀安裝在所述力矩測量儀支撐座上，所述力矩測量儀一端伸出軸與負載連接，另一端伸出軸連接有一第一聯軸器；所述卡盤支撐部包括三爪卡盤、卡爪、三爪卡盤支撐座、第一連接軸和第二連接軸，所述三爪卡盤支撐座安裝在所述底座上，所述三爪卡盤安裝在所述三爪卡盤支撐座上，所述卡爪均勻安裝在所述三爪卡盤上，所述第一連接軸通過第一軸承安裝在所述三爪卡盤支撐座上，所述第一連接軸一端與所述第一聯軸器連接，另一端設置有限位槽，所述第二連接軸一端設置有與所述限位槽相匹配的限位滑塊，所 述第一連接軸與所述第二連接軸通過所述限位槽與所述限位滑塊連接在一起，所述待測電機部包括待測電機、第二聯軸器和第三聯軸器，所述第二連接軸另一端通過所述第二聯軸器與所述待測電機的轉子軸一端伸出軸連接，所述待測電機轉子軸的另一端伸出軸與所述第三聯軸器連接，所述待測電機的定子通過所述卡爪安裝在所述三爪卡盤上；所述末端支撐部包括支撐連接軸和支撐板，所述支撐連接軸一端通過第二軸承安裝在所述支撐板上，所述支撐連接軸另一端與所述第三聯軸器連接，所述支撐板安裝在所述底座上。

優選的，所述限位槽為十字形限位槽，所述限位滑塊為十字形限位滑塊。

優選的，所述底板上設置有梯形槽，所述梯形槽從所述底板的一端延伸至另一端，所述力矩測量儀支撐座、所述三爪卡盤支撐座和所述支撐板均通過梯形螺釘安裝在所述梯形槽中。

優選的，所述力矩測量儀的伸出軸、所述第一連接軸、所述第二連接軸、所述電機的轉子軸、所述支撐連接軸的軸線在同一直線上。

優選的，所述卡爪為正爪或所述卡爪為反爪。

優選的，所述三爪卡盤支撐座上設置有第一軸承座孔，所述第一軸承座孔內壁設置有第一軸承外圈限位凸肩，所述第一軸承外圈限位凸肩對所述第一軸承的外圈的內側進行限位；所述第一軸承安裝在所述第一軸承座孔中，所述三爪卡盤支撐座外側安裝有第一端蓋，所述第一端蓋對所述第一軸承的外圈外側進行限位。

優選的，所述第一連接軸上設置有第一軸承內圈限位凸肩，所述第一軸承內圈限位凸肩對所述第一軸承的內圈進行限位。

優選的，所述支撐板上設置有第二軸承座孔，所述第二軸承安裝在所述第二軸承座孔內，所述第二軸承座孔內壁設置有第二軸承外圈限位凸肩，所述第二軸承外圈限位凸肩對所述第二軸承的外圈的內側進行限位；所述第二軸承安裝在所述第二軸承座孔中，所述支撐板外側安裝有第二端蓋，所述第二端蓋對所述第二軸承的外圈外側進行限位。

優選的，所述支撐連接軸上設置有第二軸承內圈限位凸肩，所述第二軸承內圈限位凸肩對所述第二軸承的內圈進行限位，所述支撐連接軸上還設有軸承擋圈，所述軸承擋圈對所述第二軸承的內圈外側進行限位。

本發明相對於現有技術取得了以下技術效果：

本發明提供的適用於多種電機微力矩的測量裝置，力矩測量部、卡盤支撐部、待測電機部、末端支撐部相鄰的兩個之間通過聯軸器連接，針對不同的待測電機，可以選用不同的聯軸器；而且卡盤支撐部包括三爪卡盤，卡爪之間的距離根據不同電機的定子外徑的大小進行適應性的調整；三爪卡盤的中間通孔中設有第一連接軸，第二連接軸通過限位塊與第一連接軸的限位槽插接安裝，連接方便，根據待測電機的型號，通過選擇不同長度的第二連接軸，就可以將不同型號的電機的轉子輸出軸與第二聯軸器連接，從而將電機通過第一連接軸和第二連接軸支撐在三爪卡盤支撐座上，實現了在不拆卸三爪卡盤支撐座的情況下對不同型號的電機的微力矩的測量。

本發明具備小型化、模塊化、整體分布均勻、經濟實用、運行穩定可靠、可實現對外徑在4～200mm內的電機輸出的微力矩的測量，不僅適用於電機微力矩的測量而且可用於在此外徑範圍內其他電機轉速等性能參數的測定工作，避免了對不同外徑電機支撐平臺的設計工作，大大的提高了工作效率，降低了對不同型號電機測試平臺的額外設計加工費用，為多種電機微小輸出力矩的測量提供了技術基礎，具有一定的研究價值和廣闊的應用前景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明適用於多種電機微力矩的測量裝置的主視剖面結構示意圖；

圖2為本發明適用於多種電機微力矩的測量裝置的主視結構示意圖；

圖3為發明適用於多種電機微力矩的測量裝置的俯視結構示意圖；

圖4為本發明第一連接軸軸和第二連接軸的連接示意圖；

圖5為本發明適用於多種電機微力矩的測量裝置等軸測結構示意圖；

圖6為本發明安裝有反爪的適用於多種電機微力矩的測量裝置的主視結構示意圖；

圖7為本發明第一軸承位置處的局部放大示意圖；

圖8為本發明第二軸承位置處的局部放大示意圖；

圖中：1-底座、2-力矩測量部、21-力矩測量儀、22-力矩測量儀支撐座、23-第一聯軸器、3-卡盤支撐部、31-三爪卡盤、32-卡爪、33-三爪卡盤支撐座、34-第一連接軸、341-限位槽、342-第一軸承內圈限位凸肩、35-第二連接軸、351-限位滑塊、36-第一軸承、37-第一軸承座孔、371-第一軸承外圈限位凸肩、38-第一端蓋、4-待測電機部、41-待測電機、42-第二聯軸器、43-第三聯軸器、5-末端支撐部、51-支撐連接軸、511-第二軸承內圈限位凸肩、52-支撐板、53-第二軸承、54-第二軸承座孔、541-第二軸承外圈限位凸肩、542-軸承擋圈、55-第二端蓋。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明的目的是提供一種適用於多種電機微力矩的測量裝置，以解決上述現有技術存在的問題，可減少電機支撐機構的重複設計率，提高對多種電機微小力矩測試的測試效率。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

實施例一

本實施例提供一種適用於多種電機微力矩的測量裝置，如圖1、2、3、4所示，包括底座1以及設置在底座1上的力矩測量部2、卡盤支撐部3、待測電機部4和末端支撐部5，力矩測量部2包括力矩測量儀21和力矩測量儀支撐座22，力矩測量儀支撐座22安裝在底座1上，力矩測量儀21安裝在力矩測量儀支撐座22上，力矩測量儀21一端伸出軸與負載連接，另一端伸出軸連接有一第一聯軸器23；卡盤支撐部3包括三爪卡盤31、卡爪32、三爪卡盤支撐座33、第一連接軸34和第二連接軸35，三爪卡盤支撐座33安裝在底座1上，三爪卡盤31安裝在三爪卡盤支撐座33上，卡爪32均勻安裝在三爪卡盤31上，第一連接軸34通過第一軸承36安裝在三爪卡盤支撐座33上，第一連 接軸34一端與第一聯軸器連接23，另一端設置有限位槽341，第二連接軸35一端設置有與限位槽341相匹配的限位滑塊351，第一連接軸34與第二連接軸35通過限位槽341與限位滑塊351連接在一起，限位槽341與限位滑塊351可限制第一連接軸34與第二連接軸35周向之間的相對滑動，其橫截面可以矩形、方形三角形或其他多邊形；待測電機部4包括待測電機41、第二聯軸器42和第三聯軸器43，第二連接軸35另一端通過第二聯軸器42與待測電機41的轉子軸一端伸出軸連接，待測電機41轉子軸的另一端伸出軸與第三聯軸器43連接，待測電機41的定子通過卡爪32安裝在三爪卡盤31上；末端支撐部5包括支撐連接軸51和支撐板52，支撐連接軸51一端通過第二軸承53安裝在支撐板52上，支撐連接軸51另一端與第三聯軸器43連接，支撐板52安裝在底座1上。

本實施例提供的適用於多種電機微力矩的測量裝置，包括力矩測量部2、卡盤支撐部3、待測電機部4和末端支撐部5，力矩測量部2可實現對待測電機輸出力矩的測量；卡盤支撐部3對待測電機41起支撐和夾持作用，對不同外徑的待測電機41可採用相應的卡爪32進行夾緊；待測電機41的轉子軸兩端分別採用第二聯軸器42和第三聯軸器43與第二連接軸34和支撐連接軸51連接；末端支撐部5對待測電機41起支撐作用，避免懸臂情況的發生。力矩測量部2、卡盤支撐部3、待測電機部4和末端支撐部5之間通過聯軸器連接。針對不同的待測電機41，可以選用不同的聯軸器；而且卡盤支撐部3包括三爪卡盤31，卡爪32之間的距離可根據不同電機的定子外徑的大小進行適應性的調整；第一連接軸34安裝在三爪卡盤31的中間通孔中，第二連接軸35通過限位塊351與第一連接軸34的限位槽341插接安裝，便於在拆裝空間較小的情況下進行安裝操作，實現兩軸的有效連接，由於限位槽341和限位塊351之間相互匹配並限制二者的周向運動，可保證第一連接軸34和第二連接軸35之間在任何位姿下都不會產生滑脫的現象，根據待測電機41的型號，通過選擇不同長度的第二連接軸35進行連接，即可將不同型號的電機的轉子輸出軸與第二聯軸器42連接，從而將電機通過第一連接軸34和第二連接軸35支撐在三爪卡盤支撐座33上，連接方便，實現了在不拆卸三爪卡盤支撐座33的情況下對不同型號的電機的微力矩的測量。

本發明具備小型化、模塊化、整體分布均勻、經濟實用、運行穩定可靠、可實現對外徑在4～200mm內的電機輸出的微力矩的測量，不僅適用於電機微力矩的測量而且可用於在此外徑範圍內其他電機轉速等性能參數的測定工作，避免了對不同外徑電機支撐平臺的設計工作，大大的提高了工作效率，降低了對不同型號電機測試平臺的額外設計加工費用，為多種電機微小輸出力矩的測量提供了技術基礎，具有一定的研究價值和廣闊的應用前景。

實施例二

本實施例提供一種適用於多種電機微力矩的測量裝置，如圖5所示，在實施例一的基礎上，本實施例的限位槽341為十字形限位槽，限位滑塊351為十字形限位滑塊，可以實現第一連接軸34和第二連接軸35穩定連接以及力矩的有效傳遞，可實現兩軸自動裝配且往復無間隙轉動，保證兩軸在任何位姿兩軸之間不會產生滑脫的情況，同時可以較好的保證兩軸的同軸度。

如圖1、2、3、4所示，底板1上設置有梯形槽11，梯形槽11從底板1的一端延伸至另一端，力矩測量儀支撐座22、三爪卡盤支撐座33和支撐板52均通過梯形螺釘12安裝在梯形槽11中，可以針對不同型號的電機的大小，適當調整支撐板52在底板1上的位置，位置調整好後，再使用梯形螺釘將支撐板52固定在支撐槽11中即可。

力矩測量儀21的伸出軸、第一連接軸34、第二連接軸35、電機的轉子軸、支撐連接軸51的軸線在同一直線上，以此保證待測電機34轉子和定子之間的氣隙的均勻性，實現電機的穩定可靠運行，保證測試結果的精度。

如圖2所示，卡爪32為正爪，即將卡爪正向安裝；或如圖6所示，卡爪32為反爪，即將卡爪反向安裝；根據不同待測電機41的大小，使用正爪或反爪，本實施例中，正爪裝夾範圍為Φ4mm-Φ85mm，反爪裝夾範圍為Φ65mm-Φ200mm，因此，正爪適用的電機的外徑的大小為4～85mm，反爪適用的電機的外徑的大小為65～200mm。

如圖7所示，三爪卡盤支撐座33上設置有第一軸承座孔37，第一軸承座孔37內壁設置有第一軸承外圈限位凸肩371，第一軸承外圈限位凸肩371對第一軸承36的外圈的內側進行限位；第一軸承36安裝在第一軸承座孔37中，三爪卡盤支撐座33外側安裝有第一端蓋38，第一端蓋38對第一軸承36的外 圈外側進行限位。

第一連接軸34上設置有第一軸承內圈限位凸肩342，第一軸承內圈限位凸肩342對第一軸承36的內圈進行限位。

如圖8所示，支撐板52上設置有第二軸承座孔54，第二軸承53安裝在第二軸承座孔54內，第二軸承座孔54內壁設置有第二軸承外圈限位凸肩541，第二軸承外圈限位凸肩541對第二軸承53的外圈的內側進行限位；第二軸承53安裝在第二軸承座孔54中，支撐板52外側安裝有第二端蓋55，第二端蓋55對第二軸承53的外圈外側進行限位。

支撐連接軸51上設置有第二軸承內圈限位凸肩511，第二軸承內圈限位凸肩511對第二軸承53的內圈進行限位，支撐連接軸51上還設有軸承擋圈542，軸承擋圈542對第二軸承53的內圈外側進行限位。

本實施例中的適用於多種電機微力矩的測量裝置的組裝結構及動力傳遞過程如下：首先，通過四個梯形螺釘將三爪卡盤支撐座33固定在底座1上，如圖1、7、8所示，將第一軸承36從三爪卡盤支撐座33的左側安裝在第一軸承座孔37中，接著將第一連接軸34從第一軸承36的右側安裝在第一軸承36的內圈中，第一端蓋38從外側將第一軸承36的外圈限制住，然後將三爪卡盤31通過三個緊固螺釘安裝在三爪卡盤支撐座33上，至此，三爪卡盤支撐座33就牢固的固定在底座1上了；然後，測量好三爪卡盤31的夾持面距離第一連接軸34的限位槽341外端面的軸向距離，選擇合適長度的第二連接軸35和第二聯軸器42，並且將第二連接軸35和待測電機41的轉子軸通過第二聯軸器42連接在一起，將整個待測電機部4安裝在三爪卡盤31上，並將第一連接軸34和第二連接軸35對接完整；緊接著是將末端支撐部5中的支撐連接軸51通過第三聯軸器43與待測電機41轉子軸的伸出端連接，同時保證第一連接軸34、第二連接軸35、待測電機41轉子軸線和支撐連接軸51的同軸度，然後通過三爪卡盤31上的對應於三個卡爪32的卡爪鎖緊孔將待測電機41的定子固定在三爪卡盤31上，同時要嚴格保證待測電機41定、轉子的同軸度要求，才能保證待測電機41氣隙的均勻性，最後在保證力矩測量儀21和第一連接軸34的同軸度要求前提下，將力矩測量儀21和第一連接軸34通過第一聯軸器23連接，根據選定的負載，將負載和力矩測量儀21的左端伸出軸連接在一起， 至此整套微力矩測量裝置安裝完成，待測電機41通電後，定轉子之間通過電磁力的轉換，轉子將通過力矩測量儀21帶動負載轉動，此時將力矩測量儀21的出線端連接到上位機上，記錄力矩值，即實現了電機力矩的測量。

本發明使用時，待測電機41的轉子軸通過卡盤支撐部3和末端支撐部5支撐，待測電機41的定子外部工裝殼體通過三爪卡盤上的三個互成120°的卡爪32固定，為了保證電機氣隙的均勻性，需要嚴格保證待測電機41的定子和轉子的同軸度要求，待測電機41通電後帶動安裝於力矩測量儀21一側的負載，力矩測量儀21連接上位機，將所測量的待測電機41上的力矩傳輸到上位機進行記錄和處理，如此就是是實現了對待測電機41的微小輸出力矩的準確測量，當需要更換不同外徑尺寸的電機時，只需要將待測電機部4的待測電機41更換為所需要測量的電機，如圖1所示，重新測量待測電機41轉子軸左端面距離第一連接軸34的軸向距離，重新選擇合適的第二連接軸35和第二聯軸器42，並通過第二聯軸器42將第二連接軸35與新更換的待測電機41的轉子左端伸出軸連接在一起，然後按照前面所述的安裝步驟，將待測電機部4安裝在卡盤支撐部3和末端支撐部5之間。

本發明中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。