[發明專利]用直流類電機的電動執行器的力矩測量裝置

無效

• 申請號: 201010535665.4
• 申請日: 2010-11-09
• 公開（公告）號: CN102032966A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 王威;茍成全;徐磊
• 申請（專利權）人: 南京科遠自動化集團股份有限公司
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

技術領域

本發明涉及一種力矩測量裝置，具體地說是一種用來測量使用直流類電機的執行器運轉時的輸出力矩的電動執行機構的力矩測量裝置。

背景技術

目前在電動執行機構的力矩測量中大都是采用機械傳感器形變的方法來測量輸出力矩，將機械傳感器形變的量測量出并轉化成輸出力矩的數據。采用機械形變來測試輸出力矩的方法對機械的加工、制造、組裝的要求較高，并且形變傳感器在使用次數多的情況下會出現磨損、老化，造成測量的數據偏移而不準確。

發明內容

為了克服現有技術中機械傳感器方式測量存在的問題，本發明的目的是提供一種使用直流類電機的電動執行機構的力矩測量裝置，該測量裝置安裝簡單、測量方便且測量結果準確。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種使用直流類電機的電動執行機構的力矩測量裝置，其特征在于：該測量裝置包括電流取樣器、信號調理單元、AD采樣單元和力矩計算校準單元，與直流類電機驅動器連接的電流取樣器將得到的電流信號傳送給信號調理單元；AD采樣單元采集信號調理單元調理后的電流信號并將得到的數字信號由力矩計算校準單元轉換成實際輸出軸的力矩值。

本發明中，力矩計算校準單元中，執行器電流為M處所對應的X處的力矩計算公式為：X=(a-b)*(M-L)/(H-L)+b；式中，執行器的額定力矩為a，在額定力矩的b處和額定力矩處，兩處進行力矩標定，標定的模數值為L和H，?AD采樣單元測出的執行器電流為M。

本發明采用純電子線路和處理器計算來得出輸出轉動力矩，與傳統的測量方法相比，本發明安裝和調試簡單、測量方便且測量結果準確，保護全面。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是采用本發明得出的實驗數據圖；

圖3是本發明力矩計算部分的推導圖。

具體實施方式

一種本發明所述的使用直流類電機的電動執行機構的力矩測量裝置，見圖1，該測量裝置包括電流取樣器1、信號調理單元2、AD采樣單元3和力矩計算校準單元4。電流取樣器1與直流類電機驅動器5連接，且電流取樣器1依次與信號調理單元2、AD采樣單元3和力矩計算校準單元4連接。圖1中6為直流類電機。信號調理單元2用于調理電流取樣器1的信號，AD采樣單元3用于采集信號調理單元2的信號；AD采樣單元3得到的數字信號由力矩計算校準單元4轉換成實際輸出軸的力矩值。

本發明的工作原理是：由電流取樣器1得到電流信號，由信號調理單元2將信號調理，由AD采樣單元3將信號轉化為數字量，再由力矩計算校準單元4計算轉換成實際輸出軸的力矩值，力矩計算校準單元4的力矩推導如示意圖3，計算方法如下：

執行器的額定力矩為a，在額定力矩的b處和額定力矩處，兩處進行力矩標定，將標定的模數值L和H記錄到力矩計算校準單元4中，在實際的力矩測量過程中，AD采樣單元3測出執行器電流為M，根據示意圖3的模型，推導出M所對應的X處的力矩計算公式為：X=(a-b)*(M-L)/(H-L)+b。單元4通過此公式函數實現力矩的計算。

通過實際的試驗效果，得出的實驗數據見圖2。數據中表明，對輸出軸力矩的測量可以達到5%以內的精度。