[發明專利]旋轉零件相對位移量的測量裝置及測量方法

無效

• 申請號: 201210178571.5
• 申請日: 2012-06-02
• 公開（公告）號: CN102661731A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 葉雪峰
• 申請（專利權）人: 葉雪峰
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 上海明成云知識產權代理有限公司 31232
• 代理人: 常明

技術領域

本發明涉及機電類的測量裝置，特別涉及一種旋轉零件相對位移量的測量裝置及測量方法。

背景技術

在機電控制領域，經常遇到需要實時測定旋轉零件的相對變形量來確定控制動作的大小。例如，在電動助力自行車領域，要求電動機的輸出力矩與人騎行時施加的力矩的大小成一定的比例。由于人騎自行車時施加的力矩是每時每刻都在變化的，因此，為了控制電動機的輸出力矩，必須實時測量出力矩的大小，以便正確地控制電動機的輸出力矩。

測量力矩，一般是通過測量物體在力矩作用下產生的變形量的大小來實現的。對于靜止的物體，測量它的變形量十分容易。但是，在力矩作用下，物體作旋轉運動，雖然也容易測量出它的變形量，但是測量到的信號也是旋轉的，這就需要把旋轉信號引出，變成不旋轉的信號。使用電刷可以把旋轉信號變成不旋轉的信號。但是電刷在旋轉時因磨損而產生的金屬碎片容易造成接觸電阻不穩定，對傳輸的信號有干擾，嚴重時使信號不能使用。

因此，研究一種新的、簡單而可靠的測量旋轉零件變形的方法是很有現實意義的。

發明內容

本發明的任務是提供一種旋轉零件相對位移量的測量裝置及測量方法，它解決了上述現有技術所存在的問題，能夠先將旋轉物體的變形量取出，變為靜止物體的變形量再加以測量，以得到穩定的被測信號。

本發明的技術解決方案如下：

一種旋轉零件相對位移量的測量裝置，所述測量裝置包括外開口圓形環、內開口圓形環以及數個滾珠；

所述外開口圓形環為旋轉圓形環，其環口端部有間隙，所述內開口圓形環為靜止圓形環，其環口端部有間隙，所述數個滾珠環設在外開口圓形環與內開口圓形環之間以減小摩擦力；

所述內開口圓形環的直徑小于外開口圓形環的直徑。

所述外開口圓形環和內開口圓形環都為彎曲剛度小的薄圓形環。

所述外開口圓形環的環口端部向外張開。

所述內開口圓形環的環口端部向內張開。

一種旋轉零件相對位移量的測量裝置，所述測量裝置包括外開口圓形環和內開口圓形環；

所述外開口圓形環為旋轉圓形環，其環口端部有間隙，所述內開口圓形環為靜止圓形環，其環口端部有間隙，所述內開口圓形環緊貼在外開口圓形環內；

所述內開口圓形環的直徑小于外開口圓形環的直徑。

所述外開口圓形環和內開口圓形環都為彎曲剛度小的薄圓形環。

所述外開口圓形環的環口端部向外張開。

所述內開口圓形環的環口端部向內張開。

一種旋轉零件相對位移量的測量方法，采用兩個開口圓形環，將旋轉的外開口圓形環套裝在靜止的內開口圓形環的外圈，其中旋轉的外開口圓形環取出旋轉零件的相對位移量，再將此位移量傳遞給靜止的內開口圓形環，通過測量靜止的內開口圓形環開口處間隙的變化量來確定旋轉零件的變形量；

當旋轉零件在力矩的作用下變形時，旋轉的外開口圓形環開口處的間隙也發生變化，該外開口圓形環的直徑隨之產生變化，由于靜止的內開口圓形環與旋轉的外開口圓形環通過滾珠緊貼或者無滾珠兩者相互緊貼在一起，因此靜止的內開口圓形環的直徑也相應發生改變，靜止的內開口圓形環開口處的間隙也相應產生變化，其變化量的大小與旋轉的外開口圓形環開口處的間隙的變化量相同，所以測量出靜止的內開口圓形環開口處的間隙的變化量就可確定旋轉零件在力矩作用下的變形量。

所述旋轉的外開口圓形環開口處、所述靜止的內開口圓形環開口處的間隙的變化量等于或正比于旋轉零件的變形量。

本發明應用機械的方法使用兩個開口的圓形環把旋轉的位移量取出變成不旋轉的位移量，再測量它的大小。

測量旋轉零件的變形量有多種方法。其中之一是在旋轉零件上安裝一個零件，它與旋轉零件一起轉動。但是這個零件不受力矩的作用，因此它不產生變形。這樣，旋轉零件變形時，與這個不變形的零件之間就有相對位移。本發明中所說的位移量就是指這個位移的大小，它等于或正比于旋轉零件的變形量。通過測量這一相對位移量就可以確定一個零件的變形量，從而就知道施加力矩的大小。

本發明由于采用了以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下優勢：

應用本發明的一種旋轉零件相對位移量的測量裝置及機械測量方法，使用一個與旋轉零件一起轉動的開口圓形環將相對位移量取出，然后將此位移傳遞給另一個靜止的開口圓形環，使其變成不旋轉的位移量，再使用任意一種測量位移的方法測定該位移量，從而確定旋轉零件的變形量以及作用于旋轉零件的力矩。