[實用新型]光電式力矩傳感器

有效

• 申請號: 201320343927.6
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN203376089U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 高曉丁
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于傳感器設備技術領域，涉及一種力矩傳感器，具體涉及一種光電式力矩傳感器。

背景技術

力矩傳感器是機器設備檢測、控制技術中的一個非常重要的器件，在各類機器中得以廣泛應用。機器設備的檢測和控制技術對力矩傳感器性能要求：測量精度高、動態特性好、檢測結果穩定、可靠、使用壽命長。

目前，力矩傳感器一般都采用應變片檢測的方式，將應變片貼裝在彈性扭轉圓軸上，當被測力矩作用在彈性扭轉圓軸兩端時、彈性扭轉圓軸產生扭轉變形，貼裝在彈性扭轉圓軸上的應變片一同產生變形、致使作用在應變片上的輸出電壓發生變化，通過檢測應變片輸出電壓的變化量確定被測力矩的大小，屬于接觸式測量方式。由于應變片貼裝在彈性扭轉圓軸上、隨彈性扭轉圓軸一同轉動，必須采用特殊的滑動碳刷裝置檢測應變片輸出電壓的變化量。這種滑動碳刷裝置一般使用壽命有限、而且容易產生接觸不良等現象，影響力矩傳感器的測量精度和穩定性。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種光電式力矩傳感器，光電器件與圓光柵盤之間無接觸、不產生摩擦，解決了現有技術中存在的滑動碳刷裝置檢測應變片輸出電壓的變化量容易產生接觸不良，導致的測量精度低及穩定性差的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，光電式力矩傳感器，包括剖分式傳感器殼體，以及設置在剖分式傳感器殼體內部的彈性扭轉圓軸，圓光柵盤A，圓光柵盤B，光電器件A，微處理系統，光電器件B。

在剖分式傳感器殼體相對的兩個側面安裝有軸承A和軸承B，彈性扭轉圓軸安裝在軸承A和軸承B上，且所述彈性扭轉圓軸位于剖分式傳感器殼體的外側的兩端均設置有聯接鍵；圓光柵盤A和圓光柵盤B對稱安裝在彈性扭轉圓軸上；在圓光柵盤A和圓光柵盤B的上分別設置有光電器件A和光電器件B，光電器件A和光電器件B與微處理系統連接。

本實用新型的特點還在于，

彈性扭轉圓軸上對稱設置有兩個定位軸環，每個定位軸環上都設置有彈性扭轉圓軸定位孔；圓光柵盤A和圓光柵盤B的中間設置有圓光柵盤安裝孔，安裝孔的內徑和彈性扭轉圓軸的直徑配合，圓光柵盤A和圓光柵盤B上均設置有圓光柵盤安裝定位孔，圓光柵盤安裝定位孔與彈性扭轉圓軸定位孔的直徑相配合，且通過定位銷固定連接。

圓光柵盤A和圓光柵盤B上設置有圓光柵盤工作區，圓光柵盤工作區光刻有若干條柵槽，在工作區正中位置光刻有一條定位標記柵槽，且定位標記柵槽的長度大于其余若干條柵槽。

光電器件A和光電器件B分別位于所述的圓光柵盤A和圓光柵盤B（4）的直徑方向，且固定在剖分式傳感器殼體上；光電器件A和光電器件B上均開有凹槽，圓光柵盤A和圓光柵盤B的邊緣位于凹槽中；凹槽的一側設置有a相發光管和b相發光管，另一側設置有a相光敏管和b相光敏管。

本實用新型的有益效果是，兩個圓光柵盤隨彈性扭轉圓軸轉動，當該彈性扭轉圓軸在被測力矩作用下發生扭轉變形時，兩個圓光柵盤上特殊定位標記柵槽發生錯位，用兩個光電器件以及微處理系統可以檢測該扭轉錯位信息、確定被測力矩的大小，光電器件與圓光柵盤之間無接觸、不產生摩擦、能夠避免由于接觸不良所導致的測量精度低及穩定性差的缺陷，使用壽命長，測試靈敏度及測試精度高。

附圖說明

圖1是本實用新型光電式力矩傳感器的結構示意圖；

圖2是本實用新型光電式力矩傳感器的圓光柵盤的結構示意圖；

圖3是本實用新型光電式力矩傳感器的彈性扭轉圓軸的結構示意圖；

圖4是本實用新型光電式力矩傳感器的彈性扭轉圓軸的端面結構示意圖；

圖5是本實用新型光電式力矩傳感器的圓光柵盤和光電器件的結構示意圖；

圖6是本實用新型光電式力矩傳感器的光電器件的結構示意圖。

圖中，1.彈性扭轉圓軸，2.剖分式傳感器殼體，3.圓光柵盤A，4.圓光柵盤B，5.光電器件A，6.微處理系統，7.光電器件B，8.軸承A，9.軸承B，10.聯接鍵，11.定位軸環，12.圓光柵盤工作區，13.柵槽，14.定位標記柵槽，15.圓光柵盤安裝孔，16.圓光柵盤安裝定位孔，17.安裝定位孔，18.a相發光管，19.b相發光管，20.a相光敏管，21.b相光敏管，22.定位銷，23.凹槽。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。