CN102539037A - 用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器 - Google Patents

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刘润兵
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本发明提供一种用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器。由左输入端盖、传递杆、连接头、力矩输入轴、传感器端盖、传感器固定法兰、传感器本体、应变片、信号传输线、信号处理电路和输出小齿轮组成，传递杆与连接头连接，连接头与力矩输入轴同轴连接，力矩输入轴与传感器本体连接，应变片粘贴固定在传感器本体的应变梁上，传递杆与输出小齿轮同轴并通过输出小齿轮轴的中心孔。本发明实时获得升降单元减速系统负载状况，并依据负载情况即时修正平台移动速度，对平台过载保护。本发明避免过载后小齿轮断齿现象，将所有力矩信号输入控制系统，实时监控平台桩腿受力状况，配合电机的控制，平均小齿轮力矩，为平台的安全运行提供保障。

Description

用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器
(一)技术领域
本发明涉及传感器，具体说就是一种用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器。
(二)背景技术
自升式平台由平台主体、桩腿和升降单元组成，平台依靠升降单元沿桩腿上下移动。自升式平台在工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。其中，升降单元是自升式平台升降系统中的关键部分，直接影响到自升式平台升降过程的安全。目前得到广泛采用的是齿轮齿条式升降单元，具有升降速度快、操作简单的特点。齿轮齿条式升降单元作为重要的承载部件，在多种工况下都必须支撑平台体及相关设备并承担外载荷，因此其能否安全工作是影响整个自升式平台运行好坏的一个重要因素。对于自升式平台，在升降系统的驱动机构驱动升降单元使得桩腿产生移动以引起平台上下移动的情况下，为保证平台上下移动的安全可靠，即升降单元的减速系统不出现过载情况，在运行过程中需要实时监测减速系统的负载状况，并根据相应的负载状况即时修正平台上下移动的速度，以起到过载保护的作用，而从目前公开的技术来看，并没有出现应用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器。
本发明的目的是这样实现的：它是由左输入端盖、传递杆、连接头、力矩输入轴、传感器端盖、传感器固定法兰、传感器本体、应变片、信号传输线、信号处理电路、传感器右端固定端盖、传感器外壳和输出小齿轮组成的，左输入端盖与传递杆同轴并螺纹连接，传递杆与连接头同轴并螺纹连接，连接头与力矩输入轴同轴连接，力矩输入轴通过传感器右端固定端盖与传感器本体固定连接，并通过轴承固定于传感器端盖上，传感器本体通过螺钉固定于传感器外壳上，应变片粘贴固定在传感器本体的应变梁上，由应变片变形引起的信号变化通过信号传输线传递给处理电路，左输入端盖通过螺钉与输出小齿轮左端面固定连接，并与输出小齿轮同轴，传递杆与输出小齿轮同轴并通过输出小齿轮轴的中心孔，传感器端盖通过传感器固定法兰与输出小齿轮轴右端面固定连接，并与小齿轮轴同轴。
本发明通过测量输出小齿轮的力矩实时获得升降单元减速系统负载状况，并依据负载情况即时修正平台上下移动的速度，对自升式平台起到过载保护的作用。本发明可以快速的测量减速系统的负载，避免过载后小齿轮断齿现象。将所有力矩信号输入控制系统还可实时监控平台各桩腿受力状况，同时配合电机的控制，平均各小齿轮力矩，为平台的安全运行提供有力保障。
(四)附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的安装示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作进一步说明。
实施例1：结合图1、图2，本发明一种用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器，它是由左输入端盖(1)、传递杆(2)、连接头(3)、力矩输入轴(4)、传感器端盖(5)、传感器固定法兰(6)、传感器本体(7)、应变片(8)、信号传输线(9)、信号处理电路(10)、传感器右端固定端盖(11)、传感器外壳(12)和输出小齿轮(13)组成的，左输入端盖(1)与传递杆(2)同轴并螺纹连接，传递杆(2)与连接头(3)同轴并螺纹连接，连接头(3)与力矩输入轴(4)同轴连接，力矩输入轴(4)通过传感器右端固定端盖(11)与传感器本体(7)固定连接，并通过轴承固定于传感器端盖(5)上，传感器本体(7)通过螺钉固定于传感器外壳(12)上，应变片(8)粘贴固定在传感器本体(7)的应变梁上，由应变片变形引起的信号变化通过信号传输线(9)传递给处理电路(10)，左输入端盖(1)通过螺钉与输出小齿轮(13)左端面固定连接，并与输出小齿轮(13)同轴，传递杆(2)与输出小齿轮(13)同轴并通过输出小齿轮轴(13)的中心孔，传感器端盖(5)通过传感器固定法兰(6)与输出小齿轮轴(13)右端面固定连接，并与小齿轮轴(13)同轴。
实施例2：结合图1、图2，本发明的工作原理如下：小齿轮轴(13)左端受到力矩的作用，使得小齿轮轴(13)左右段产生相对位移，该位移通过左输入端盖(1)、传递杆(2)、连接头(3)、力矩输入轴(4)、传感器右端固定端盖(11)传递到与小齿轮轴(13)右端固定连接于传感器外壳(12)上的传感器本体(7)，由粘贴在传感器本体(7)应变梁上的应变片(8)感受变形，使得应变片(8)构成的全桥电路信号产生变化，变化的信号经信号传输线(9)传递给处理电路(10)，经过相应的处理后将得到的信号传递给外部的后置处理程序，经过相应的运算处理后即可得到小齿轮的力矩大小，将该力矩与设定的升降单元安全工作力矩进行比较运算，则可实时的调整平台的升降速度，对平台起到过载保护的作用。

Claims (1)

1.一种用于自升式平台升降单元输出小齿轮的力矩传感器，它是由左输入端盖(1)、传递杆(2)、连接头(3)、力矩输入轴(4)、传感器端盖(5)、传感器固定法兰(6)、传感器本体(7)、应变片(8)、信号传输线(9)、信号处理电路(10)、传感器右端固定端盖(11)、传感器外壳(12)和输出小齿轮(13)组成的，其特征在于：左输入端盖(1)与传递杆(2)同轴并螺纹连接，传递杆(2)与连接头(3)同轴并螺纹连接，连接头(3)与力矩输入轴(4)同轴连接，力矩输入轴(4)通过传感器右端固定端盖(11)与传感器本体(7)固定连接，并通过轴承固定于传感器端盖(5)上，传感器本体(7)通过螺钉固定于传感器外壳(12)上，应变片(8)粘贴固定在传感器本体(7)的应变梁上，由应变片变形引起的信号变化通过信号传输线(9)传递给处理电路(10)，左输入端盖(1)通过螺钉与输出小齿轮(13)左端面固定连接，并与输出小齿轮(13)同轴，传递杆(2)与输出小齿轮(13)同轴并通过输出小齿轮轴(13)的中心孔，传感器端盖(5)通过传感器固定法兰(6)与输出小齿轮轴(13)右端面固定连接，并与小齿轮轴(13)同轴。
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