[實用新型]帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸

有效

• 申請號: 201420092113.4
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN203730531U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 馮輔周;丁闖;江鵬程;閔慶旭;趙永東;張麗霞;張超省;劉遠宏;楊永利;陳祥龍;王鵬飛;胡際萬;楊晉溥;崔超
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;G01L3/00
• 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帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸。

背景技術

傳動軸是包括車輛傳動系統在內的許多傳動系統的關鍵部件之一，掌握其傳遞的載荷大小對于監測車輛等傳動系統的運行狀態至關重要；另一方面，對傳動軸扭矩的長期或全壽命監測可為車輛等傳動系統新型號研制提供有力的技術手段，對車輛等關鍵部件的研發起到重要的推動作用。傳統的做法是在車輛研制生產出來之后，在傳動軸適當位置(如外露部分)安裝扭矩測試系統，實現扭矩的在線測試。然而，因車輛動力傳動系統結構緊湊，旋轉軸上難以安裝甚至不允許安裝外部傳感器，且車輛的工作環境復雜多變，使得外部扭矩傳感器的安裝及數據傳輸困難。

旋轉軸扭矩測試的數據傳輸主要可分為兩種方式，接觸式與非接觸式。接觸式以傳統集流器來實現，有水銀式、電刷式、滑環式等。接觸式集流器由于接觸面表面氧化、磨損、高速傳動軸振動等均可使接觸電阻發生變化，降低系統可靠性，帶來測試誤差，且集流器體積大不便于安裝在傳動系統內部。

非接觸數據傳輸包括紅外數據傳輸、激光數據傳輸、存儲測試等。然而這些測試方法有諸多不足之處，如紅外和激光數據傳輸體積大不適合用于車輛狹小空間要求。存儲測試是近年發展起來的扭矩測試方法，但這種方法不能用于實時監測旋轉軸扭矩，且測試裝置的安裝與拆卸非常麻煩，不能滿足需要。

向處于旋轉軸扭矩測試系統提供能量的方法主要有兩種：滑環供電，電池供電。滑環供電采用電刷與集電環滑動接觸的方式，在使用上存在諸如滑動磨損，接觸火花，碳積和不安全裸露導體等局限；而電池供電存在電能有限以及對供電環境要求高等一系列缺點和不足，使得這兩種供電方式均不能滿足扭矩測試的需要。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種可在高溫、高振動沖擊環境中實現狹小空間實時在線監測扭矩，工作性能穩定可靠，測量精度高的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸。

本實用新型的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸，包括軸桿，所述軸桿側壁的中部設有用于安裝電器元件的安裝槽，安裝槽內設有惠斯通電橋，惠斯通電橋的兩個半橋應變片分別軸線對稱地貼附在所述安裝槽內，每個半橋應變片分別包括二個電阻應變片，惠斯通電橋的電信號輸出端與信號放大器的電信號輸入端電連接，信號放大器的電信號輸出端與模數轉換器的電信號輸入端電連接，模數轉換器的電信號輸出端與無線電發送模塊的電信號輸入端電連接，無線電發送模塊向無線電接收模塊發送信號，無線電接收模塊與可處理、顯示并存儲傳動軸傳遞的扭矩值的計算機連接；

所述軸桿的側壁上套裝有轉盤，轉盤的盤面上設有受電電磁線圈，受電電磁線圈環繞所述軸桿設置，受電電磁線圈通過整流濾波穩壓模塊與所述惠斯通電橋、所述信號放大器、所述模數轉換器和所述無線電發送模塊電連接，受電電磁線圈的附近設有高頻交變電磁線圈，高頻交變電磁線圈與受電電磁線圈同軸心并列設置，高頻交變電磁線圈的端面與受電電磁線圈的端面之間的距離小于15mm，高頻交變電磁線圈安裝在定位板上，高頻交變電磁線圈通過逆變電路與直流電源電連接。

本實用新型的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸，其中所述軸桿上沿軸線方向設有穿線孔，所述安裝槽內的底部沿徑向設有出線孔，所述軸桿上位于所述轉盤附近的側壁處沿徑向設有進線孔，進線孔的里端和所述出線孔的里端分別與所述穿線孔相通，所述信號放大器和所述整流濾波穩壓模塊與惠斯通電橋相連的導線依次穿過進線孔、穿線孔和出線孔。

本實用新型的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸，其中所述整流濾波穩壓模塊、所述信號放大器、所述模數轉換器、所述無線電發送模塊安裝在所述轉盤上，所述無線電接收模塊安裝在所述定位板上。

本實用新型的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸，其中所述安裝槽內填充有硅橡膠。

本實用新型的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸，其中所述逆變電路安裝在所述定位板上，所述安裝槽的深度為2-3mm，安裝槽沿所述軸桿軸線方向的長度為25-35mm，所述高頻交變電磁線圈的端面與所述受電電磁線圈的端面之間的距離為3-10mm。

本實用新型的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸，其中所述安裝槽的側壁與安裝槽的底部相交處設有用于減小應力集中的過渡圓弧面。

本實用新型的帶有可實時在線監測扭矩裝置的傳動軸，其中所述轉盤為圓環形，轉盤采用絕緣材料制成，所述受電電磁線圈采用粘接固定在轉盤朝左的盤面上，所述定位板為圓環形，定位板采用絕緣材料制成，所述高頻交變電磁線圈采用粘接固定在定位板朝右的盤面上。