CN102650580A - 扭矩测试装置 - Google Patents

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CN102650580A CN2011100476616A CN201110047661A CN102650580A CN 102650580 A CN102650580 A CN 102650580A CN 2011100476616 A CN2011100476616 A CN 2011100476616A CN 201110047661 A CN201110047661 A CN 201110047661A CN 102650580 A CN102650580 A CN 102650580A
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黄登聪
胡永兵
颜章胜
尚战
程功水
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Abstract

一种扭矩测试装置，用以测试铰链的扭矩，该铰链包括固定件及可相对于固定件转动的转动件，该扭矩测试装置包括驱动机构、夹头、铰链安装座及与该铰链安装座相固接的测试机构，所述固定件固定于铰链安装座上，所述夹头夹持固定所述转动件，所述驱动机构驱动所述夹头转动以带动转动件转动并对该固定件施力，所述测试机构通过固定件及铰链安装座所承受的力来测试该铰链的扭矩。所述扭矩测试装置具有较好的测试精度。

Description

扭矩测试装置
技术领域
本发明是关于一种扭矩测试装置，尤其关于一种用于测试铰链的扭矩的扭矩测试装置。
背景技术
通常的翻盖型电子装置如手机、个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)及笔记本电脑等都包括一本体及一翻盖，该翻盖通过铰链可旋转地安装于该本体上，而扭矩是翻盖型电子装置铰链的最重要的机械性能参数之一，也是生产商定性分类及客户选用所参考的主要参数之一，所以在制造过程中必须对扭矩进行测试。目前通用的扭矩测试方法是用推拉力计在某一力臂位置对铰链施力使其运动，从而测得某个特定过程中的最大扭矩值即作为此铰链的定性标准。利用该方法测试扭矩的缺点是，依靠人工手动，人为因素对测量结构的影响比较大，从而导致测得铰链的扭矩的精度及效率都较低。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种高效高精度的扭矩测试装置。
一种扭矩测试装置，用以测试铰链的扭矩，该铰链包括固定件及可相对于固定件转动的转动件，该扭矩测试装置包括驱动机构、夹头、铰链安装座及与该铰链安装座相固接的测试机构，所述固定件固定于铰链安装座上，所述夹头夹持固定所述转动件，所述驱动机构驱动所述夹头转动以带动转动件转动并对该固定件施力，所述测试机构通过固定件及铰链安装座所承受的力来测试该铰链的扭矩。
所述的扭矩测试装置通过驱动机构驱动夹头带动铰链的转动件转动并对该固定件施力，所述测试机构通过该铰链安装座及该固定件所承受的力来自动测试该铰链的扭矩。整个过程无需人工测量，从而能有效避免因为人为因素而带来的测量误差，具有较高的测试精度。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的扭矩测试装置的立体图；
图2是图1所示扭矩测试装置的立体分解图；
图3是图2所示扭矩测试装置中伸缩机构、调节机构及夹头的立体分解图；
图4是图2所示扭矩测试装置的驱动机构的立体组装图；
图5是图1所示扭矩测试装置的另一视角的部分组装图。
主要元件符号说明
扭矩测试装置    100
安装座          10
控制箱          11
安装板          111
安装臂          13
驱动机构        20
电机            21
减速机          22
转轴            23
传动组件        24
第一主动轮      241
第一从动轮      243
第一传动带      245
测速组件        25
编码器              251
第二主动轮          253
第二传动带          257
固定板              26
连接板              27
轴承                28
伸缩机构            30
装配板              31
气缸                32
传动件              33
第一滑轨            34
第一滑块            35
连接块              36
夹头                40
调节机构            50
第一调节机构        51
固定块              511
滑动块              512
承载螺栓            513
连接凸块            514
连接片              515
滑行孔              5151
固定螺栓            516
自动微调机构        53
安装块              531
第二滑轨            532
第二滑块          533
调节块            534
夹持块            535
压簧              536
第二调节机构      55
调节板            551
滑槽              5511
调节螺栓          553
第三调节机构      57
装配板            571
螺杆              572
手柄              5721
螺母              573
第三滑轨          574
第三滑块          575
连接件            576
导向板            577
锁紧板            578
锁紧螺栓          579
铰链安装座        60
安装槽            61
测试机构          70
测试轴承          71
随动件            72
短轴              73
压力传感器        74
轴套      75
铰链      200
固定件    210
转动件    230
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明较佳实施方式的扭矩测试装置100用于测量铰链200的扭矩。所述铰链200包括固定件210及可相对于所述固定件210转动的转动件230。所述扭矩测试装置100包括安装座10、驱动机构20、伸缩机构30、夹头40、调节机构50、铰链安装座60及与该铰链安装座60相固接的测试机构70。所述铰链200的固定件210固定于该铰链安装座60上；转动件230由所述夹头40夹持；所述驱动机构20驱动所述夹头40转动以带动转动件230转动并对该固定件210施力；所述测试机构70通过该铰链安装座60及该固定件210所承受的力来测试该铰链200的扭矩。所述调节机构50用于调节所述夹头40相对于所述铰链200的三维位置。
所述安装座10包括控制箱11及固接于该控制箱11上的安装臂13。所述控制箱11内设置有控制卡等控制元件，以对所述扭矩测试装置100的各个机构进行相应的控制。所述控制箱11包括安装板111。所述安装臂13固接于所述安装板111上。
请一并参阅图3，所述驱动机构20包括电机21、减速机22、转轴23、传动组件24及测速组件25。所述电机21与所述减速机22相连接；减速机22通过传动组件24连接至所述转轴23；转轴23通过伸缩机构30连接至夹头40。所述电机21通过减速机22及传动组件24驱动所述转轴23转动，进而带动所述伸缩机构30及夹头40转动。在本较佳实施方式中，所述传动组件24包括连接至减速机22的第一主动轮241、固接至所述转轴23的第一从动轮243以及设置于该第一主动轮241以及第一从动轮243上的第一传动带245。所述第一主动轮241在电机21及减速机22的驱动下转动，进而通过第一传动带245带动第一从动轮243及转轴23转动。
所述测速组件25用于测试该转轴23的转动速度。所述测速组件25包括编码器251、固接至该转轴23的第二主动轮253、固接至该编码器251的第二从动轮255以及设置于该第二主动轮253及第二从动轮255上的第二传动带257。当所述转轴23在电机21的驱动下转动时，带动第二主动轮253转动，从而通过第二传动带257带动第二从动轮255转动，所述编码器251通过测试该第二从动轮255的转速即可换算出该转轴23的转速，进而测出该夹头40的转速。
所述驱动机构20还包括固定板26、连接板27以及轴承28。所述固定板26的数量为两个。所述两个固定板26间隔固定至所述连接板27。所述电机21装配于其中一个固定板26上，所述减速机22及编码器251装配于另一个固定板26的两端。所述轴承28的数量与所述固定板26的数量相当。每一个所述轴承28用于将所述转轴23枢接于一个所述固定板26上。
请参阅图2及图4，所述伸缩机构30包括与转轴23相固接的装配板31、固接于装配板31上的气缸32、由气缸32驱动的传动件33、固接于装配板31背离该转轴23的一侧的第一滑轨34、可滑动地装配于所述第一滑轨34上的第一滑块35以及固接于第一滑块35的连接块36。所述传动件33固接于所述连接块36，如此，当所述传动件33在气缸32的驱动下往复运动时，则带动所述连接块36往复运动。所述第一滑轨34及第一滑块35对连接块36的移动进行导向。
所述调节机构50包括第一调节机构51、自动微调机构53、第二调节机构55及第三调节机构57。所述第一调节机构51、自动微调机构53、第二调节机构55及夹头40依次连接设置。所述第一调节机构51沿第一方向调节自动微调机构53、第二调节机构55及夹头40的位置；所述第二调节机构55沿与第一方向相垂直的第二方向调节所述夹头40的位置，所述第三调节机构57沿与第一方向及第二方向均垂直的第三方向调节所述夹头40的位置，如此实现所述夹头40在三维方向上的调节。
具体地，所述第一调节机构51包括固定块511、滑动块512、承载螺栓513、连接凸块514、连接片515以及固定螺栓516。所述固定块511固接于所述连接块36；所述滑动块512沿第一方向可滑动地装配于所述固定块511；所述承载螺栓513一端沿第一方向可滑动地装配于所述滑动块512内，另一端通过所述连接凸块514固接于所述固定块511。推动所述滑动块512，即可使该滑动块512沿该固定块511及承载螺栓513滑动。所述连接片515一端固接于所述固定块511，另一端贯通开设有滑行孔5151。所述固定螺栓516一端螺接于所述滑动块512，并可滑动地装配于所述滑行孔5151，该固定螺栓516的另一端可分离地抵持于所述连接片515。当所述滑动块512移动到预定位置后，调节该固定螺栓516使其锁紧于该滑动块512及连接片515上，即可将所述滑动块512固定。
所述自动微调机构53包括固接于所述滑动块512的安装块531、固定于所述安装块531的第二滑轨532、可滑动地装配于所述第二滑轨532的第二滑块533、固定于所述第二滑块533的调节块534、分别固接于所述安装块531两端面的两个夹持块535以及两根压簧536。其中一根压簧536弹性抵持于所述调节块534的其中一端与其中一个夹持块535之间；另一根压簧536弹性抵持于所述调节块534的另一端与另一个夹持块535之间。所述夹头40通过所述第二调节机构55固定至所述调节块534上。当所述夹头40在所述气缸32的驱动下朝向所述转动件230移动时，若所述夹头40没有与该转动件230完全对准，则在该夹头40与所述转动件230接触时，该夹头40即在该转动件230的抵持作用下，带动所述调节块534压缩/拉伸该调节块534两端的压簧536，进而调节该夹头40的位置，实现对该夹头40的位置的自动微调，使该夹头40准确夹持所述转动件230。
所述第二调节机构55包括与所述夹头40相固接的调节板551及将所述调节板551装配至所述调节块534的调节螺栓553。所述调节板551上贯通开设有至少一个滑槽5511。所述滑槽5511沿第二方向延伸。所述调节螺栓553穿过滑槽5511后螺接至所述调节块534，且所述调节螺栓553可沿所述滑槽5511滑动。当需沿第二方向调节所述夹头40的位置时，只需沿第二方向移动所述调节板551，此时该调节螺栓553于该滑槽5511内移动；待夹头40及调节板551移动到预定位置后，旋紧所述调节螺栓553即可将所述调节板551及夹头40固定于预定位置。
所述第三调节机构57包括装配板571、螺杆572、螺母573、第三滑轨574、第三滑块575、连接件576、导向板577、锁紧板578以及锁紧螺栓579。所述装配板571的数量为两块。所述两块装配板571间隔固接于所述安装臂13上。所述螺杆572的一端枢接于其中一块装配板571，且所述螺杆572的其中一端端部固接一个手柄5721。通过操作所述手柄5721来旋转所述螺杆572。所述螺母573螺接于所述螺杆572，且该螺母573固接于所述连接件576上。所述第三滑轨574固接于所述安装臂13，且该第三滑轨574的两端分别邻接一块所述装配板571。所述第三滑块575沿第三方向可滑动地装配于所述第三滑轨574上。所述连接件576枢接于所述螺杆572，且所述连接件576的一侧面固接于所述第三滑块575，另一侧面固接于所述驱动机构20的连接板27。所述导向板577的一端固接至一块装配板571上，且所述导向板577与所述连接件576可滑动地装配于一起，以实现所述连接件576滑动过程中的导向。所述锁紧板578的两端分别固接于所述两块装配板571上；所述锁紧螺栓579穿过所述锁紧板578螺接于所述连接件576，通过调节锁紧螺栓579来讲连接件576与锁紧板578相固定。
通过操作所述手柄5721驱动所述螺杆572转动，所述螺母573即带动所述连接件576沿第三方向移动，进而带动与所述连接件576依次相固接的驱动机构20、伸缩机构30、第一调节机构51、自动微调机构53、第二调节机构55以及夹头40沿第三方向移动。
可以理解，所述第一调节机构51、自动微调机构53、第二调节机构55及第三调节机构57中的一个或多个可以省略。当省略第一调节机构51、自动微调机构53及第二调节机构55时，所述夹头40可以直接固接于所述伸缩机构30的连接块36；当省略自动微调机构53及第二调节机构55时，所述夹头40可以直接固接于所述第一调节机构51的固定块511上；当省略第二调节机构55时，所述夹头40可以直接固接于所述自动微调机构53的调节块534上。
请参阅图2，所述铰链安装座60上开设有至少一个安装槽61。所述安装槽61用于安装固定所述铰链200的固定件210。
请一并参阅图5，所述测试机构70包括测试轴承71、随动件72、短轴73、压力传感器74以及与该测试轴承71相枢接的轴套75(如图2所示)。所述测试轴承71一端固接所述铰链安装座60，另一端固接所述随动件72。所述随动件72远离该测试轴承71的一端邻近所述压力传感器74设置并枢接于所述短轴73上。当所述夹头40夹持所述转动件230转动时，同时对所述固定件210及铰链安装座60施力，通过该测试轴承71驱动随动件72抵持于该压力传感器74。所述压力传感器74即可测出其所承受的抵持力。该抵持力的力臂为该短轴73的轴心与该测试轴承71的轴心之间的垂直距离。该抵持力与其力臂的乘积即为该铰链200所承受的扭矩。在本较佳实施方式中，所述轴套75与该压力传感器74分别固接于该安装板111上，且该压力传感器74位于该控制箱11内侧。所述短轴73固接于该安装板111上并邻近该压力传感器74设置。
请参阅图1、图2及图5，所述扭矩测试装置100在使用时，首先将所述铰链200的固定件固定于所述铰链安装座60上。接着调节所述第一调节机构51、第二调节机构55及第三调节机构57，使所述夹头40与所述转动件230相对准。随后启动该扭矩测试装置100：首先所述气缸32驱动所述夹头40夹持住所述转动件230，接着该电机21即驱动所述转轴23旋转，以通过夹头40驱动转动件230旋转，此时该压力传感器74则可测出该铰链200所承受的力，从而得出该铰链200所承受的扭矩。
所述的扭矩测试装置100通过驱动机构20驱动夹头40带动铰链200的转动件230转动并对该固定件210施力，所述测试机构70通过该铰链安装座60及该固定件210所承受的力来自动测试该铰链200的扭矩。整个过程无需人工测量，从而能有效避免因为人为因素而带来的测量误差，具有较高的测试精度。

Claims (14)

1.一种扭矩测试装置，用以测试铰链的扭矩，该铰链包括固定件及可相对于固定件转动的转动件，其特征在于：该扭矩测试装置包括驱动机构、夹头、铰链安装座及与该铰链安装座相固接的测试机构，所述铰链安装座用于固定所述固定件，所述夹头用于夹持固定所述转动件，所述驱动机构驱动所述夹头转动以带动转动件转动并对该固定件施力，所述测试机构通过测试固定件及铰链安装座所承受的力以得到该铰链的扭矩。
2.如权利要求1所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机、减速机、转轴及传动组件，所述电机与所述减速机相连接；减速机通过传动组件连接至所述转轴；转轴通过伸缩机构连接至所述夹头，所述电机通过减速机及传动组件驱动所述转轴转动，进而带动所述夹头转动。
3.如权利要求2所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述传动组件包括连接至减速机的第一主动轮、固接至所述转轴的第一从动轮以及设置于该第一主动轮以及第一从动轮上的第一传动带，所述第一主动轮在电机及减速机的驱动下转动，进而通过第一传动带带动第一从动轮及转轴转动。
4.如权利要求2所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述驱动机构还包括测速组件，所述测速组件包括编码器、固接至该转轴的第二主动轮、固接至该编码器的第二从动轮以及设置于该第二主动轮及第二从动轮上的第二传动带，电机驱动转轴转动，从而依次带动第二主动轮、第二传动带及第二从动轮转动，所述编码器通过测试该第二从动轮的转速即可换算出该转轴的转速，进而测出该夹头的转速。
5.如权利要求2所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述扭矩测试装置还包括设置于夹头与驱动机构之间的伸缩机构，所述伸缩机构包括与所述转轴相固接的装配板、固接于装配板上的气缸、由气缸驱动的传动件及与传动件相固接的连接块，所述传动件在气缸的驱动下带动连接块做往复运动，以带动所述夹头朝向或远离所述转动件做往复运动，实现该夹头夹持或释放所述转动件。
6.如权利要求5所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述伸缩机构还包括第一滑块及与该第一滑块滑动配合的第一滑轨，所述第一滑轨固接至所述装配板，所述第一滑块固接于所述连接块，所述第一滑轨及第一滑块对连接块的移动进行导向。
7.如权利要求5所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述扭矩测试装置还包括设置于夹头与伸缩机构之间的第一调节机构，所述第一调节机构包括固定块、滑动块及承载螺栓，所述固定块固接于所述连接块，所述滑动块沿第一方向可滑动地装配与所述固定块上，所述承载螺栓一端沿第一方向可滑动地装配与所述滑动块内，另一端固接至所述固定块，推动所述滑动块，该滑动块带动夹头沿第一方向移动。
8.如权利要求7所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述第一调节机构还包括连接片及固定螺栓，所述连接片一端固接于所述固定块，另一端贯通开设有滑行孔，所述固定螺栓一端螺接于所述滑动块，并可滑动地装配于所述滑行孔，该固定螺栓的另一端可分离地抵持于所述连接片，将该固定螺栓锁紧于该滑动块及连接片，即可固定该滑动块。
9.如权利要求7所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述扭矩测试装置还包括设置于该第一调节机构与夹头之间的自动微调机构，所述自动微调机构包括调节块、固接于所述滑动块的安装块、分别固接于所述安装块两端面的两个夹持块以及两根压簧，每一根压簧抵持于所述调节块的一端与一个夹持块之间，在该夹头与转动件相抵持时，该调节块在转动件的抵持作用下压缩/拉伸该调节块两端的压簧以调节该夹头的位置，使夹头夹持所述转动件。
10.如权利要求9所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述自动微调结构还包括第二滑轨及滑动地装配于所述第二滑轨的第二滑块，所述第二滑轨固接于所述安装块，所述第二滑块固定于所述调节块。
11.如权利要求9所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述扭矩测试装置还包括第二调节机构，所述第二调节机构包括与所述夹头相固接的调节板及将所述调节板装配至所述调节块的调节螺栓，所述调节板上贯通开设有至少一个滑槽，所述滑槽沿与第一方向垂直的第二方向延伸，所述调节螺栓可滑动地容置于滑槽内并螺接至所述调节块上。
12.如权利要求1或11所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述扭矩测试装置还包括第三调节机构及安装臂，所述第三调节机构包括螺杆、与螺杆相螺接的螺母、与螺母相固接的连接件及两块装配板，所述两块装配板间隔固接于所述安装臂上，所述驱动机构包括连接板，所述连接件一侧面固接于所述连接板，转动所述螺杆使该螺母带动连接件沿与第一方向及第二方向均垂直的第三方向移动，从而带动所述驱动机构及夹头沿第三方向移动。
13.如权利要求12所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述第三调节机构还包括第三滑轨及与第三滑轨沿所述第三方向滑动配合的第三滑块，所述第三滑轨固接于所述安装臂，所述第三滑轨固接于所述连接件。
14.如权利要求1所述的扭矩测试装置，其特征在于：所述测试机构包括轴承、随动件、短轴以及压力传感器，所述测试轴承一端固接所述铰链安装座，另一端固接所述随动件，所述随动件远离该测试轴承的一端邻近所述压力传感器设置并枢接于所述短轴上；该夹头施力于该固定件及铰链安装座上，使该测试轴承驱动随动件抵持于该压力传感器以测出铰链的扭矩。
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