[實用新型]電磁感應式轉矩傳感器

有效

• 申請號: 201220490022.7
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN202903400U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 趙浩;馮浩
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種轉矩傳感器，更具體的是涉及一種基于電磁感應原理的新結構轉矩傳感器。?

背景技術

目前，市場上應用較多的轉矩傳感器主要有兩大類：第一類是通過磁電感應獲取信號的(齒)柵式轉矩傳感器。這類傳感器輸出的信號是兩路具有相位差的角位移信號，需要對信號進行組合處理才能得到轉矩信息。它是非接觸式傳感器，無磨損、無摩擦，可用于長期測量，不足之處是結構復雜，體積大，價格高。第二大類是以電阻應變片為敏感元件的轉矩傳感器。轉矩使軸的微小變形會引起應變阻值發生變化，電橋輸出的信號與轉矩成比例。該類傳感器具有結構簡單，體積小重量輕等優點。其不足之處是它的測量精度與貼片工藝密切相關，精度相對較低。?

發明內容

本實用新型提供了一種基于電磁感應原理的新結構轉矩傳感器，使用時傳感器轉軸兩端分別同軸聯接負載和動力源，傳感器將負載轉矩轉換成電信號輸出，該電信號與負載轉矩直接對應，精度較高，且可測量旋轉系統的靜態扭矩或動態轉矩。?

本實用新型的目的采取下述技術方案實現：?

一種電磁感應式轉矩傳感器，包括傳感器轉軸、機殼、端蓋、緊固件及固?定螺栓、勵磁繞組及鐵心、輸出繞組及鐵心、軸承、接線盒、滑環和電刷，還包括：?

機殼內有傳感器轉軸，傳感器轉軸通過軸承與端蓋固定可相對于機殼作旋轉運行；傳感器轉軸同心外設輸出鐵心，輸出鐵心一端通過固定螺栓與傳感器轉軸固定，另一端通過軸承與感器轉軸固定且可以相對傳感器轉軸轉動；傳感器轉軸同心外設勵磁鐵心，勵磁鐵心一端與緊固配件連接，并通過固定螺栓傳感器轉軸固定，另一端通過軸承與輸出鐵心固定且可以相對出鐵心轉動；?

勵磁鐵心設有繞組槽，勵磁繞組固定于槽中；輸出鐵心設有繞組槽，輸出繞組固定于槽中；勵磁繞組和輸出繞組同為單繞組，且在空間上這兩相繞組垂直；勵磁繞組和輸出繞組的引出頭通過滑環和電刷與機殼的接線盒連接；?

所述的電磁感應式轉矩傳感器，其特征一在于：所述傳感器轉軸的兩端比中間部分粗；?

所述的電磁感應式轉矩傳感器，其特征二在于：勵磁繞組和輸出繞組互相垂直，空間上互差90°，且兩相繞組與傳感器轉軸同時轉動；?

所述的電磁感應式轉矩傳感器，其特征三在于：勵磁繞組通過交流電源進行供電，形成的勵磁磁場為脈振磁場。?

如上述的結構，本實用新型的電磁感應式轉矩傳感器，其工作原理為：?

1.靜態扭矩的測量：勵磁繞組通入交流電，產生磁勢幅值隨時間變化的勵磁磁場；傳感器轉軸伸出的一端固定，另一端加載靜態扭矩。當靜態扭矩為零時，傳感器轉軸不發生形變，分別與傳感器轉軸兩端固定的勵磁鐵心和輸出鐵心的位置保持不變。勵磁繞組和輸出繞組在空間上互相垂直，勵磁磁場與輸出繞組沒有交鏈，輸出繞組的感應電勢為零；當靜態扭矩不為零時，傳感器轉軸發生形變，勵磁繞組和輸出繞組的相對位置發生改變，勵磁磁場與輸出繞組交?鏈，輸出繞組產生感應電勢，該感應電勢與所加載的靜態扭矩相對應。?

2.動態轉矩的測量：勵磁繞組通入交流電，產生磁勢幅值隨時間變化的勵磁磁場；傳感器轉軸一端連聯動力源，一端聯接被測負載；當負載轉矩為零時，傳感器轉軸不發生形變，分別與傳感器轉軸兩端固定的勵磁鐵心和輸出鐵心與傳感器轉軸同步旋轉，其相對位置保持不變，勵磁磁場與輸出繞組沒有交鏈，輸出繞組的感應電勢為零；當負載轉矩不為零時，傳感器轉軸發生形變，勵磁繞組和輸出繞組與傳感器轉軸同步旋轉，其相對位置發生了改變，勵磁磁場與輸出繞組交鏈，輸出繞組產生感應電勢，該感應電勢與所加載的負載轉矩相對應。?

如上述的結構，本實用新型利用電磁感應原理構成轉矩傳感器，傳感器與負載和動力源(旋轉機械)同軸安裝，把負載轉矩轉換成電信號輸出，輸出的電信號與負載轉矩直接對應。因此，使用方便，可用于各種測量動態轉矩和靜態扭矩的場合。?

附圖說明

圖1為本實用新型電磁感應式轉矩傳感器的結構示意圖；?

圖2為圖1實施的A-A面的剖視圖。?

具體實施方式

以下結合附圖進一步描述本實用新型轉矩傳感器的結構特征。?

圖1為本實用新型轉矩傳感器的結構示意圖，包括傳感器轉軸1、軸承2、前端蓋3、機殼4、緊固件5、軸承6、勵磁繞組7、勵磁鐵心8、輸出鐵心9、輸出繞組10、軸承１１、緊固件12、接線盒13、后端蓋14、電刷15、集電環16。?