[實(shí)用新型]一種旋轉(zhuǎn)軸扭矩與轉(zhuǎn)速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201621133984.1
• 申請(qǐng)日: 2016-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206146460U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周海嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春華懋科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02;G01L5/00;G01P3/487
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)軸扭矩與轉(zhuǎn)速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

針對(duì)輸出大扭矩的動(dòng)力軸，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度在很大程度上決定了整車的動(dòng)力性能，一旦發(fā)生故障，會(huì)引起較大的經(jīng)濟(jì)損失，并且對(duì)其進(jìn)行檢修往往要花費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用，所以對(duì)于這種旋轉(zhuǎn)軸狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是十分必要的。因此，對(duì)此類動(dòng)力輸出軸的在線監(jiān)測(cè)傳輸系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不但有較好的理論意義，也有重大的現(xiàn)實(shí)意義。在實(shí)際測(cè)試動(dòng)力軸的結(jié)構(gòu)剛度時(shí)，由于在設(shè)計(jì)、測(cè)試空間等方面的限制因素，不可能將軸改裝或者拆卸以安裝測(cè)試系統(tǒng)，一方面不能真實(shí)反映軸的運(yùn)行情況，另一方面由于軸在高速旋轉(zhuǎn)，無(wú)法使用傳統(tǒng)的扭矩傳感器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。因此，需要從測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理上進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和扭矩在線監(jiān)測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)軸扭矩與轉(zhuǎn)速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有軸監(jiān)測(cè)技術(shù)中，測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，需要改動(dòng)轉(zhuǎn)軸，監(jiān)測(cè)不方便，影響監(jiān)測(cè)效果的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種旋轉(zhuǎn)軸扭矩與轉(zhuǎn)速在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括24V直流電源、初級(jí)電路板、次級(jí)電路板、轉(zhuǎn)軸、工裝，所述的轉(zhuǎn)軸安裝于工裝上并與驅(qū)動(dòng)裝置連接，所述的轉(zhuǎn)軸上開(kāi)槽，且槽上開(kāi)孔與中心孔連通；所述的初級(jí)電路板固定于工裝上并套在轉(zhuǎn)軸外，且初級(jí)電路板上設(shè)計(jì)有非接觸供電平臺(tái)的發(fā)送模塊；所述的次級(jí)電路板通過(guò)卡箍固定在轉(zhuǎn)軸上，且次級(jí)電路板上設(shè)計(jì)有非接觸供電平臺(tái)的接收模塊、惠斯通橋電路、信號(hào)調(diào)整電路、基于AD7799芯片的應(yīng)變采集電路、主控制器；所述的惠斯通橋電路經(jīng)信號(hào)調(diào)整電路接AD7799芯片的采集端口，AD7799芯片接主控制器的SPI通信接口；所述的初級(jí)電路板邊緣固定有永磁鐵，次級(jí)電路板上安裝有霍爾傳感器，霍爾傳感器與永磁鐵對(duì)應(yīng)，所述的霍爾傳感器接主控制器的輸入捕捉端口；所述的主控制器通過(guò)HC-06藍(lán)牙模塊連接PC。

作為優(yōu)選，所述的發(fā)送模塊包括制作于初級(jí)電路板的初級(jí)線圈，用于把PWM脈沖方波轉(zhuǎn)化成正弦波交流電流的DC-AC逆變電路，用于產(chǎn)生PWM脈沖方波的高頻發(fā)生器，所述的24V直流電源通過(guò)DC-DC降壓模塊連接高頻發(fā)生器與DC-AC逆變電路，逆變電路接初級(jí)線圈的兩端，所述的初級(jí)線圈并聯(lián)兩個(gè)相互并聯(lián)473μF的補(bǔ)償電容。

作為優(yōu)選，所述的接收模塊包括制作于次級(jí)電路板的次級(jí)線圈與用于為模塊供電的基于T3168芯片的整流濾波電路，所述的次級(jí)線圈并聯(lián)一個(gè)273μF的補(bǔ)償電容構(gòu)成并聯(lián)諧振補(bǔ)償電路，所述的并聯(lián)諧振補(bǔ)償電路一端接一個(gè)2A/60V的肖特基二極管后，再并聯(lián)一個(gè)10μF/25V的電容，再并聯(lián)兩個(gè)分壓電阻，兩個(gè)分壓電阻的公共端接于T3168芯片的輸入端，T3168芯片的輸出端并聯(lián)有一個(gè)10μF/25V的電容。

作為優(yōu)選，所述的惠斯通橋電路的兩個(gè)半橋應(yīng)變片分別粘貼在傳動(dòng)軸開(kāi)槽處的上下兩側(cè)，每個(gè)半橋應(yīng)變片由兩個(gè)成90°的電阻應(yīng)變片組成，每個(gè)電阻應(yīng)變片沿傳動(dòng)軸方向成45°，所述的惠斯通橋電路通過(guò)轉(zhuǎn)軸的槽孔布線連接非接觸供電平臺(tái)的接收模塊與信號(hào)調(diào)整電路。

作為優(yōu)選，所述的主控制器采用STM32F103。

作為優(yōu)選，所述的信號(hào)調(diào)整電路包括基于LM358的雙運(yùn)算放大器與低通濾波器。

本實(shí)用新型的有益效果：電磁諧振原理設(shè)計(jì)了無(wú)線供電系統(tǒng)，避免對(duì)軸進(jìn)行改裝，且影響軸的監(jiān)測(cè)效果，輸出不同的電壓為各個(gè)模塊提供穩(wěn)定的電源輸入，并可為橋路兩端提供精準(zhǔn)的參考電壓，在轉(zhuǎn)軸上開(kāi)槽與孔，在不影響轉(zhuǎn)軸狀態(tài)的情況下，防止應(yīng)變片收到干擾；同時(shí)，主控制器完成了數(shù)據(jù)的讀取后，將轉(zhuǎn)速信號(hào)和應(yīng)變信號(hào)同時(shí)發(fā)送至上位機(jī)顯示和保存，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的無(wú)線供電平臺(tái)的電路原理圖。

圖3為本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖。

圖4為本實(shí)用新型的無(wú)線供電平臺(tái)的發(fā)送模塊的電路圖。

圖5為本實(shí)用新型的無(wú)線供電平臺(tái)的接收模塊的電路圖。

圖6為本實(shí)用新型的應(yīng)變片分布原理圖。

圖7為本實(shí)用新型的應(yīng)變采集電路的電路圖。

具體實(shí)施方式