CN101826778B - 带有扭矩传感器的电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有扭矩传感器的电动机，电动机转轴向外延伸端上套接有扭矩传感器，且扭矩传感器的外壳后端与电动机前端盖固定连接，电动机转轴与扭矩传感器的外壳后端和外壳前盖之间通过滚动轴承连接。扭矩传感器包括摩擦轮，发电机，发电机座，发射器，轴卡环，测力环，外壳，其中，外壳内，电动机转轴上从左至右依次固定连接发电机座，轴卡环，测力环，发电机座上固定连接发电机，发电机的转轴上连接有摩擦轮，摩擦轮外圆与外壳内壁摩擦接触连接；轴卡环上面通过发射器连接板固定连接发射器。本发明将电动机与扭矩传感器组合在一起，利用扭矩传感器直接测试工作扭矩，因此不会受到电流、电压、转速等参数的波动影响，从而大大提高测试精度。

Description

带有扭矩传感器的电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机，尤其是一种将电动机与扭矩传感器组合在一起的电动机。

背景技术

常用的电动机是不带有扭矩传感器的。见图1，它主要由机座1，密封套2，定子3，转子4，端盖5，轴承6，转轴7组成，其工作负荷(工作扭矩)通常是利用电动机的各种电流、电压、转速等参数来间接检测的。测试精度往往受到电流、电压、转速等参数的波动影响。

发明内容

本发明是要提供一种带有扭矩传感器的电动机，它将电动机与扭矩传感器组合在一起，利用扭矩传感器直接测试工作扭矩，因此不会受到电流、电压、转速等参数的波动影响。并采用稳定的不间断电源与信号发射体系，从而大大提高测试精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种带有扭矩传感器的电动机，包括电动机转轴，电动机前端盖，其特点是：电动机转轴向外延伸端上套接有扭矩传感器，且扭矩传感器的外壳后端与电动机前端盖固定连接，电动机转轴与扭矩传感器的外壳后端和外壳前盖之间通过滚动轴承连接。

扭矩传感器包括摩擦轮，发电机，发电机座，发射器，轴卡环，测力环，外壳，其中，外壳内，电动机转轴上从左至右依次固定连接发电机座，轴卡环，测力环，发电机座上固定连接发电机，发电机的转轴上连接有摩擦轮，摩擦轮外圆与外壳内壁摩擦接触连接；轴卡环上面通过发射器连接板固定连接发射器。

发电机座通过轴卡环与电动机转轴固定连接，轴卡环用轴卡环螺栓组固定。

本发明的有益效果如下：

1.带有扭矩传感器的电动机是将电动机与扭矩传感器组合在一起，利用扭矩传感器直接测试工作扭矩。由于这种测试方式是用扭矩传感器直接测试负荷，而不是通过电动机参数(电流、电压、转速)进行转换测试，因此不会受到电流、电压、转速等参数的波动影响，从而大大提高了测试精度。

2.扭矩传感器与电动机组合在一起，使得电动机与传感器的配套性更为理想。

3.扭矩传感器与电动机组合在一起，使得设备安装空间大为缩小。

4.减少了传统方法中将电动机与传感器通过其它连接环节如联轴器等引起的附加误差。

5.在电动机转轴上安置了一个微型直流发电机用于提供传感器与与发射器的工作电源。它利用外壳与电动机轴间的相对转动产生电源。同时还有一块锂电池作为补充电源，并用一个电压调理器进行稳压。由于微型直流发电机可以不断地向电池充电，因此解决了单用电池时当电源能量变化而产生测试误差。而电压调理器可以对电压进行调理以保证工作电源的稳定。当电动机在静止时微型直流发电机不工作，此时锂电池供电，可以测试电动机由停止状态启动状态的瞬间负载。这是十分重要的。微型直流发电机在工作时还可以向锂电池充电，这就解决了锂电池的充电问题。因此整个传感器的能源是自给自足，无需外部能源，在现在能源紧张的环境下，这种结构是非常理想的。

6.在电动机转轴上安置了一个发射器通过它将传感器测试信号进行无线发射，避免了有线传输中的转换误差。提高了测试精度。

7.环形传感器可以标准化制作。

8.感器感器的标定可以采用直接加载标定的方式，无需其它转换。

9.感器感器的标定工作可以标准化。

附图说明

图1是常用的电动机结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是扭矩传感器剖视图；

图4是发电机对锂电池充电原事图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图2所示，本发明的带有扭矩传感器的电动机，包括电动机转轴7，电动机前端盖5。电动机转轴7向外延伸端上套接有扭矩传感器8，且扭矩传感器的外壳后端与电动机前端盖5固定连接，电动机转轴7与扭矩传感器的外壳后端和外壳前盖19之间通过滚动轴承11连接。

电动机在工作时扭矩传感器8与电动机转轴7一起旋转，同时测试电动机转轴7上的工作扭矩。而其外壳10则与电动机前端盖5固定在一起，不随电动机转轴7转动。在外壳10与电动机转轴7之间有一对滚动轴承11使得它们之间可以有相对转动而互不影响。

如图3所示，扭矩传感器8包括滚动轴承11，摩擦轮12，发电机压盖13，发电机14，发电机座15，发射器16，发射器连接板17，轴卡环18，测力环9，外壳10，电动机转轴7，外壳盖19，外壳盖固定螺栓20，轴卡环螺栓组21，外壳固定螺栓22。

外壳10内，电动机转轴7上从左至右依次固定连接发电机座15，轴卡环18，测力环9，发电机座15上固定连接发电机14，发电机14的转轴上连接有摩擦轮12，摩擦轮12外圆与外壳10内壁摩擦接触连接；轴卡环18上面通过发射器连接板17固定连接发射器16。发电机座通过轴卡环18与电动机转轴7固定连接，轴卡环18用轴卡环螺栓组21固定。

在电动机转轴7上安置一个微型直流发电机14用于提供传感器与与发射器16的工作电源。它利用外壳与电动机转轴7间的相对转动产生电源。同时还有一块锂电池E作为补充电源，并用一个电压调理器T进行稳压(图4)。由于微型直流发电机14可以不断地向锂电池E充电，因此解决了单用电池时当电源能量变化而产生测试误差。而电压调理器T可以对电压进行调理以保证工作电源的稳定。当电动机在静止时微型直流发电机14不工作，此时锂电池E供电，可以测试电动机由停止状态启动状态的瞬间负载。这是十分重要的。微型直流发电机14在工作时还可以向锂电池E充电，这就解决了锂电池E的充电问题。因此整个传感器的能源是自给自足，无需外部能源，在现在能源紧张的环境下扭矩传感器8结构原理与功能：

(1)滚动轴承——在外壳与电动机轴之间有一对滚动轴承使得它们之间可以有相对转动而互不影响。

(2)摩擦滚轮——利用电动机轴7与传感器外壳10之间的相对转动，带动摩擦滚轮旋转并带动发电机轴14旋转产生电源。

(3)发电机压盖——用于将发电机固定在电动机轴上。

(4)发电机——用于提供测力环与发射器的工作电源。可选取如RF-130等系列，也可根据要求定制。

(5)发电机座——用于安放发电机。其底部有安装孔，与轴卡环连接。

(6)发射器——将测力环的输出信号发射给外部接受器。可选取如DH5905等系列，也可根据要求定制。通过它将传感器测试信号进行无线发射，避免了有线传输中的转换误差。提高了测试精度。

(7)发射器连接板——用于安装发射器。两端设有安装孔，与轴卡环连接。

(8)轴卡环——用于固定发射器连接板、发电机座。顶部有一平面与安装螺纹孔，用与和发电机座及发射器连接板连接固定。

(9)测力环——用于测量工作扭矩。圆环一侧有1.5~2mm的开口槽。

(10)外壳——与电机外壳连接。

(11)电机轴——由电动机型号决定。其伸出段长度比原电动机伸出段长度要长。

(12)外壳盖——内嵌有另一个轴承，与外壳连接。

(13)外壳盖固定螺栓20.轴卡环螺栓组21，轴卡环螺栓组M＝3~4mm，外壳固定螺栓M＝4~6mm。

Claims (1)

1.一种带有扭矩传感器的电动机，包括电动机转轴(7)，电动机前端盖(5)，其特征在于：所述电动机转轴(7)向外延伸端上套接有扭矩传感器(8)，且扭矩传感器的外壳(10)后端与电动机前端盖(5)固定连接，电动机转轴(7)与扭矩传感器的外壳后端和外壳前盖(19)之间通过滚动轴承(11)连接；所述扭矩传感器(8)包括摩擦轮(12)、发电机(14)、发电机座(15)、发射器(16)、轴卡环(18)、测力环(9)和外壳(10)，其中，外壳(10)内，电动机转轴(7)上从左至右依次固定连接发电机座(15)、轴卡环(18)、测力环(9)，所述发电机座(15)上固定连接发电机(14)，发电机(14)的转轴上连接有摩擦轮(12)，摩擦轮(12)外圆与外壳(10)内壁摩擦接触连接；所述轴卡环(18)上面通过发射器连接板(17)固定连接发射器(16)；所述发电机座(15)通过轴卡环(18)与电动机转轴(7)固定连接；所述轴卡环(18)用轴卡环螺栓组(21)固定。

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