[實用新型]一種非接觸應變式聯軸器扭矩傳感器

有效

• 申請號: 201620051477.7
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN205333231U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 陶大軍;陳修材;李棟棟;肖芳;王立坤;韓繼超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

技術領域

本實用新型涉及一種聯軸器扭矩傳感器，具體涉及一種非接觸應變式聯軸器扭矩傳感器，屬于機械傳動與動態扭矩測量技術領域。

背景技術

隨著工業技術的發展，以及科學研究的需求，轉矩的測量與應用越來越廣泛，大到各種傳動機械軸功率的測量，小到各種旋轉工具對扭力的精確把握，都需要對各種各樣的轉矩進行有效地測量裝置。人們常通過對旋轉機械軸轉矩和轉速的測量，從而達到地傳動系統進行控制的目的，或是得到主傳動端的輸出功率或從傳動端的輸入功率，方便進一步對轉矩輸出端或轉矩輸入端對應的機械裝置進行研究與優化，如電機實驗中，需要準確方便測量出被試電機的輸出轉矩，從而對被試電機的機械特性及效率特性進行研究。

變壓器是基于電磁感應原理工作的電磁機械裝置，它能夠完成不同形式電能(不同電壓等級)的變換，從而進行能量的傳遞。利用此原理，能夠實現扭矩傳感器敏感單元電能供應和轉矩信號的無線傳輸，提升傳動機械軸的扭矩測量的方便性和準確度。

實用新型內容

在下文中給出了關于本實用新型的簡要概述，以便提供關于本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

鑒于此，本實用新型提供了一種新型的轉矩測量信號和轉矩測量敏感單件電源供電與信號采集系統的非接觸傳遞方法和結構，方便傳動機械軸的扭矩測量信息的采集。

根據本實用新型的一個方面，提供了一種非接觸應變式聯軸器扭矩傳感器，是在轉矩信息傳遞的傳出以及測量模塊電源供給通過變壓器原邊線圈與副邊線圈的偶合進行非接觸式傳輸，本實用新型所述的基于變壓器原理的非接觸應變式聯軸器轉矩傳感器的具體結構為：

它包括第一連接軸、第一連接盤、第一連接盤凸臺、轉矩測量盤、第二連接盤凹槽、第二連接盤和第二連接軸；所述第一連接盤、轉矩測量盤和第二連接盤依次同軸排列；

所述轉矩測量盤包括轉矩測量凹槽、靜止鐵芯、靜止線圈、旋轉線圈、旋轉鐵芯、轉矩傳感器凸臺和轉矩應力測試單元，所述靜止線圈套在靜止鐵芯上，旋轉線圈套在旋轉鐵芯上；靜止鐵芯與旋轉鐵芯之間形成氣隙，組成變壓器結構的磁路回路與線圈支撐骨架；

所述第一連接軸與第一連接盤固定連接，第二連接軸與第二連接盤固定連接，第一連接盤的端面上設置有第一連接盤凸臺，第二連接盤的端面上設置有第二連接盤凹槽，轉矩測量盤的左側端面上設置有轉矩測量凹槽，轉矩測量盤的右側端面上設置有轉矩傳感器凸臺，轉矩應力測試單元安裝在轉矩傳感器凸臺上，第一連接盤凸臺和轉矩測量凹槽耦合安裝在一起，轉矩傳感器凸臺和第二連接盤凹槽耦合安裝在一起，第一連接盤直徑與第二連接盤直徑相等。

進一步地：所述第一連接盤凸臺為十字形凸臺；轉矩測量凹槽為十字形凹槽。

進一步地：所述轉矩傳感器凸臺為十字形凸臺；第二連接盤凹槽為十字形凹槽。

進一步地：所述靜止線圈和旋轉線圈同軸并列布置。所述靜止鐵芯、靜止線圈、旋轉鐵芯、旋轉線圈構成非接觸轉矩信息與轉矩測量敏感單元電源的傳入與傳出系統。

進一步地：所述旋轉鐵芯與轉矩傳感器凸臺制成一體。

進一步地：所述第一連接盤與第一連接盤凸臺制成一體。

進一步地：轉矩應力測試單元為金屬應變片、聲表面波傳感器、體聲波傳感器或逆磁致伸縮扭矩傳感器。

本實用新型提出的一種非接觸應變式聯軸器扭矩傳感器所達到的效果為：本實用新型在結合現有應變式轉矩傳感器測量單元的基礎上，提出基于變壓器原理的非接觸轉矩信息與轉矩測量敏感單元電源的傳入與傳出結構，由于轉矩應力測試單元有多種類型可供選擇，如：金屬應變片，聲表面波傳感器，體聲波傳感器，逆磁致伸縮扭矩傳感器等，這些都是薄片結構的扭矩測量敏感元件，可以很方便粘貼在轉矩測量盤旋轉鐵芯凸臺對應位置，而轉矩計算模塊可以設置在遠離轉矩傳感器的位置，因此，這種結構的非接觸轉矩測量裝置可以設計成小型化，并可設計成聯軸器一體化。在對變壓器鐵芯結構進行改進后，可以實現變壓器原邊繞組與副邊繞組電能和信號的無線傳輸。基于變壓器原理，能過增加變壓器原邊繞組鐵芯與副邊繞組鐵芯的氣隙隔離，達到收發轉矩測量信號的功能，從而實現非接觸式轉矩測量，本實用新型適用于各類傳動系統轉軸的轉矩測量，且具有安裝方便、結構簡單、安裝精度高的特點。

附圖說明