[發明專利]一種動態扭矩測量裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201611141100.1
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106595929A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉朋
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

技術領域

本發明涉及扭矩測量技術領域，特別涉及一種動態扭矩測量裝置及其使用方法。

背景技術

扭矩是旋轉動力機械的重要工作參數，準確地、實時地測出轉動軸的扭矩，對于及時發現傳動系統中存在的故障隱患具有非常重要的意義。目前測量扭矩的傳感器的類型有應變片式扭矩傳感器、磁彈性扭矩傳感器、轉角型扭矩傳感器，它們的共同的缺點就是將所測參數轉為扭矩時比較復雜，特別容易受到外界影響。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種動態扭矩測量裝置及其使用方法，具有簡便、快捷，并且以較低的成本測量動態扭矩的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種動態扭矩測量裝置，包括彈性軸1，所述的彈性軸1兩側設置有左遮光片5與右遮光片2，左遮光片5與右遮光片2兩端分別通過聯軸器連接電機輸出端與接負載端；

所述的左遮光片5與右遮光片2的下半部分分別設置在左光電導管4與右光電導管3中；

所述的左光電導管4與右光電導管3的對應位置上設置有左透光縫隙8與右透光縫隙9；

所述的左光電導管4與右光電導管3與單片機運算控制器6的信號輸入端相連；單片機運算控制器6的信號輸出端連接8位數碼管7。

一種動態扭矩測量裝置的使用方法，

當需要進行扭矩測量時，分別將彈性軸1的兩端與電機主軸和負載通過聯軸器相連；電機旋轉帶動彈性軸1旋轉，彈性軸1帶動左遮光片5與右遮光片2以相同的轉速旋轉，由于左遮光片5與右遮光片2上左透光縫隙8與右透光縫隙9的存在，固定在其上的左光電導管4與右光電導管3被周期性導通，且此周期即為彈性軸1的旋轉周期，利用單片機運算控制器6測量同一組光電對管兩次導通之間的時間間隔Δt，即可得到彈性軸1的轉速n

彈性軸1在旋轉時，由于扭矩的作用將會發生扭轉變形，軸兩端的左光電導管4與右光電導管3導通有一個時間差，利用單片機運算控制器6測量該時間差Δt'，即可計算出扭轉角

最后，由公式計算出扭矩T。

本發明的有益效果：

本發明具有簡便、快捷，并且以較低的成本測量動態扭矩的特點；不易受到外界干擾；將所測參數轉為扭矩時較為簡單的特定。

附圖說明

圖1為本發明的原理示意圖。

圖2為遮光片示意圖。

圖3為本發明結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

參見圖1、圖2，選擇一根剛度適中的彈性軸1，在彈性軸1的兩端分別固定左遮光片5與右遮光片2，兩個遮光片的相同位置留有一左透光縫隙8與右透光縫隙9，每一個遮光片上方布置左光電導管4與右光電導管3。

參見圖3，一種動態扭矩測量裝置，包括彈性軸1，所述的彈性軸1兩側設置有左遮光片5與右遮光片2，左遮光片5與右遮光片2兩端分別通過聯軸器連接電機輸出端與接負載端；

所述的左遮光片5與右遮光片2的下半部分分別設置在左光電導管4與右光電導管3中；

所述的左光電導管4與右光電導管3的對應位置上設置有左透光縫隙8與右透光縫隙9；

所述的左光電導管4與右光電導管3與單片機運算控制器6的信號輸入端相連；單片機運算控制器6的信號輸出端連接8位數碼管7。

本發明的工作原理：

將彈性軸1左右兩端分別用聯軸器和電機輸出軸及負載相連；啟動電機后，彈性軸1帶動固定在其上的左遮光片5與右遮光片2以相同的轉速旋轉。

待彈性軸1轉速穩定后啟動本裝置，初始化單片機運算控制器6，設置彈性軸1的長度L、直徑d及切變模量G等參數，開啟單片機運算控制器6的外部中斷；當左遮光片5的左透光縫隙8與右透光縫隙9旋轉至左光電導管4處，由于光線可以投射，使左光電導管4導通，輸出信號由高電平變為低電平，同時，該信號觸發單片機的外部中斷，定時器T0啟動定時；

當左遮光片5的左透光縫隙8與右透光縫隙9第二次旋轉至左光電導管4處并觸發單片機的外部中斷時，定時器T0停止定時，定時器T1啟動定時，關閉外部中斷，開啟另一外部中斷；此時定時器T0的計時即為Δt；

定時器T1啟動后，右遮光片2的右透光縫隙9旋轉至右光電導管3處，右光電導管3導通，觸發單片機運算控制器6的另一外部中斷，定時器T1停止計時，關閉另一外部中斷；此時定時器T1的計時即為Δt'。

單片機運算控制器6根據得到的和，依據前述公式分別計算出轉速n、扭轉角和扭矩T，并將其通過8位數碼管進行顯示。