[實用新型]旋轉扭矩傳感器

有效

• 申請號: 200820302544.3
• 申請日: 2008-10-27
• 公開（公告）號: CN201277894Y
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 田冠飛;劉國強;冷發光;丁威;周永祥;田凱;鮑克蒙
• 申請（專利權）人: 中國建筑科學研究院
• 主分類號: G01L3/02
• 分類號: G01L3/02;G01N33/38
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所
• 代理人: 朱麗巖;白 云

技術領域

本實用新型涉及一種機械動力及流體力學中扭矩技術指標的測量傳感器。

背景技術

公知的扭矩傳感器包括探頭和與探頭連接的傳感器主體，傳感器裝卡在被測軸上，常用于檢測各種動力機械扭矩的測量，無法應用于混凝土坍落度檢測、并無法同時測量混凝土其它技術指標。在混凝土材料的施工應用中，為確保施工的質量符合設計要求，就必須經常監測混凝土工作度的技術指標。作為混凝土新拌工作性能指標之一的坍落度值是國際建筑行業中通用的重要技術指標。但目前國內外建筑行業的混凝土檢測手段還比較落后，現在普遍使用的錐形筒式混凝土坍落度儀已沿用了近一百年。它使用起來非常繁瑣、費時費力、準確度低。目前，國內外也有人研究出采用插管式方法來測量混凝土的坍落度值。這種方法雖然優于錐形筒式混凝土坍落度儀，可以實現電子化，在技術上前進了一大步。但其自身也還是有不少難以克服的弱點，比如：測量范圍小，測試時間較長，精度低，可靠性差，不能準確反映混凝土特性；在生產上機加工難度大，批量生產工藝較難保證等，這些弱點都制約了該技術的應用與推廣。

以上兩種測試方法，都難以解決現代迅速發展起來的大流動性商品混凝土坍落度的測量。而且測量精度都不高，功能單一，不能同時測量混凝土的其它技術指標，如擴展度、粘稠度、水灰比以及推測28天抗壓強度等。這些顯然已不適應現代大規模規范化施工發展要求。近年來，影響建筑質量問題的突出原因之一就是混凝土質量沒有得到及時有效的監測和控制。為了保證工程質量，對建筑材料質量實施及時有效的監測和控制，就成為國家建筑行業規范化管理越來越迫切需要解決的問題。

實用新型內容

本實用新型提供一種旋轉扭矩傳感器，要解決扭矩傳感器測量精度不高、功能單一、無法應用于混凝土坍落度檢測、同時測量混凝土其它技術指標的技術問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

這種旋轉扭矩傳感器，包括與探頭連接的傳感器主體，探頭中心的傳動桿一端由橫軸對稱連接旋轉葉片，另一端由連接器與傳感器主體的輸入軸連接；

傳感器主體由筒形的殼體、殼體內中部的扭矩產生機構、縱穿殼體輸入端中心的輸入軸、輸入軸軸承、縱穿扭矩產生機構中心的輸出軸、輸出軸前軸承、輸出軸后軸承、連接輸入軸與輸出軸的扭矩放大機構、與輸出軸端部連接的數據采集機構組成，扭矩產生機構還與電力驅動控制機構連接。

上述旋轉葉片可以是輪狀、片狀、勺狀或球冠狀。

上述電力驅動控制機構與扭矩產生機構、轉速及扭矩檢測輸出機構、信號處理數據計算機形成的閉環控制電路連接。

上述數據采集機構由與輸出軸端部連接的數字碼盤、設在數字碼盤附近的光電讀出器和數據輸出部分組成。

上述扭矩產生機構由定子、轉子、整流子和電刷組成，轉子連接整流子，整流子連接電刷，電刷與電力驅動控制機構連接。

上述定子可以是磁鋼定子或繞組定子，轉子是空心杯轉子或繞組轉子，磁鋼定子與殼體內壁固定，空心杯轉子套于磁鋼定子外側。

上述扭矩放大機構可以是齒輪傳動機構、齒條傳動機構或皮帶傳動機構。

上述齒輪傳動機構由固定外環內齒筒殼、行星齒輪及中心齒輪組合而成，輸入軸經首級傳動軸與首級行星齒輪連接，首級行星齒輪與首級中心齒輪嚙合連接，首級中心齒輪的中心與次級傳動軸連接，次級傳動軸連接次級行星齒輪連接，次級行星齒輪與次級中心齒輪嚙合連接，次級中心齒輪的中心與輸出軸連接。

本實用新型采用空心杯式扭矩驅動、行星齒輪扭矩放大和光電碼盤數據采集等光機電一體化技術有機組合而成。由探頭在混凝土中的旋轉剪切運動，通過傳感器探頭的葉片、傳動軸和連接器傳遞流體阻力矩，通過行星齒輪組使扭矩得以放大，增加了測量范圍，同時還能起到非常好的力矩阻尼作用，使傳感器的穩定性大為提高。在電力作用下，使空心杯轉子產生與電流成線性關系的旋轉扭矩，將感應到的混凝土流變阻力矩直接變換成扭矩電信號，具有慣性小反應靈敏的特點。

采用本實用新型制作的混凝土工作度快速測定儀能夠有效地克服現有測試方法的不足之處，并可直接測量混凝土的坍落度、擴展度、粘稠度、水灰比以及推測28天抗壓強度等主要技術指標，實現了混凝土現場技術指標準確、快捷地綜合測試。使建筑施工的質量能夠得到有效的事前控制。