CN103411716A - 并行数据传输扭矩传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种并行数据传输扭矩传感器，它包括第一连接盘、第二连接盘、第一弹性轴、第二弹性轴、空心轴、旋转变压器、应变片、红外发射装置和红外接收装置，其中，红外发射装置包括红外发射二级管、控制信号发射管、信号放大器和A/D转换器，红外发射二极管的数量与A/D转换器的位数相同，红外接收装置包括红外接收管、红外接收管支座和控制信号接收管，红外接收管与红外发射二极管数量相同且一一对应。本发明采用红外方式进行信号传输，避免外界电磁场的干扰，工作可靠；采用信号放大器对扭矩信号进行放大，提高传感器的测量精度；采用旋转变压器产生的电能对扭矩传感器中的电路进行供电而不必外接电池，提升扭矩传感器的使用时间，节省资源。

Description

并行数据传输扭矩传感器
技术领域
本发明属于扭矩测量领域，具体涉及一种并行数据传输扭矩传感器。
背景技术
扭矩传感器是一种测量各种扭矩的精密测量仪器，其在汽车及其他机械领域运用十分广泛，可用于发动机输出扭矩及功率的测量，也可用于电动助力转向系统中测量汽车方向盘产生的扭矩或者扭转角，目前的一些扭矩传感器在信号传递方面存在着一些困难，同时测量精度也不够高，而采用无线电遥测的方法又比较容易受到电磁场的干扰而影响测量的精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种并行数据传输扭矩传感器。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：本发明并行数据传输扭矩传感器包括第一连接盘、第二连接盘、第一弹性轴、第二弹性轴、空心轴、旋转变压器、应变片、红外发射装置和红外接收装置，所述红外发射装置包括红外发射二级管、控制信号发射管、信号放大器和A/D转换器，红外发射二极管的数量与A/D转换器的位数相同，所述红外接收装置包括红外接收管、红外接收管支座和控制信号接收管，红外接收管的数量与红外发射二极管的数量相同且一一对应；其中，所述第一弹性轴的一端与第一连接盘固定相连，第一弹性轴的另一端与空心轴的一端固定相连，所述第二弹性轴的一端与第二连接盘固定相连，第二弹性轴的另一端与空心轴的另一端固定相连, 第一弹性轴、空心轴和第二弹性轴同轴转动，各所述应变片分别粘贴于第一弹性轴上且连接组成应变桥，旋转变压器固定安装于第二弹性轴上，信号放大器、A/D转换器分别固定安装于空心轴的内孔中，信号放大器的信号输入口与所述应变桥的输出接口连接，信号放大器的信号输出口与A/D转换器的信号输入口连接，A/D转换器的信号输出口与各个红外发射二极管分别连接，控制信号发射管和各红外发射二极管安装于空心轴的外表面，控制信号接收管和各红外接收管安装于红外接收管支座上且控制信号接收管能够接收到控制信号发射管发出的控制信号，同时红外接收管能够分别接收到对应的红外发射二极管发出的信号。
进一步地，本发明还包括第一滚动轴承和第二滚动轴承，第一滚动轴承安装于第一弹性轴上，第二滚动轴承安装于第二弹性轴上。
进一步地，本发明还包括稳压器，所述稳压器固定安装于空心轴的内孔中，稳压器的输入端与旋转变压器的输出端连接，稳压器的输出端分别与所述应变桥、信号放大器、A/D转换器的电源接口连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明并行数据传输扭矩传感器采用红外方式进行信号传输，避免了外界电磁场的干扰，工作可靠；
（2）本发明采用信号放大器对扭矩信号进行放大，提高了传感器的测量精度；
（3）本发明采用旋转变压器工作过程中产生的电能对扭矩传感器中的电路进行供电而不必外接电池，提升了扭矩传感器的使用时间，节省了资源。
附图说明
图1为本发明并行数据传输扭矩传感器的结构示意图；
图2为本发明的电路原理图；
图3为本发明信号时序图；
图中，1-1、第一连接盘，1-2、第二连接盘，2-1、第一滚动轴承，2-2、第二滚动轴承，3-1、第一弹性轴、3-2、第二弹性轴，4、空心轴，5、旋转变压器，6、红外发射二极管，7、红外接受管，8、红外接收管支座，9、控制信号接收管，10、控制信号发射管，11、应变片，12、稳压器，13、信号放大器，14、A/D转换器。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的结构与工作过程。
如图1和图2所示，本发明并行数据传输扭矩传感器主要包括第一连接盘1-1、第二连接盘1-2、第一弹性轴3-1、第二弹性轴3-2、空心轴4、旋转变压器5、应变片11、红外发射装置和红外接收装置。其中，红外发射装置包括红外发射二级管6、控制信号发射管10、信号放大器13和A/D转换器14。红外发射二极管6的数量与A/D转换器14的位数相同。红外接收装置包括红外接收管7、红外接收管支座8和控制信号接收管9。红外接收管7的数量与红外发射二极管6的数量相同且一一对应。
如图1所示，本发明可进一步包括第一滚动轴承2-1、第二滚动轴承2-2和稳压器12。第一滚动轴承2-1安装于第一弹性轴3-1上，第二滚动轴承2-2安装于第二弹性轴3-2上。
如图1所示，第一弹性轴3-1的一端与第一连接盘1-1固定相连，第一弹性轴3-1的另一端与空心轴4的一端固定相连，第二弹性轴3-2的一端与第二连接盘1-2固定相连，第二弹性轴3-2的另一端与空心轴4的另一端固定相连, 第一弹性轴3-1、空心轴4和第二弹性轴3-2可同轴转动， 各应变片11分别用专用的应变胶粘贴于第一弹性轴3-1上且连接组成应变桥电路。旋转变压器5固定安装于第二弹性轴3-2上，稳压器12、信号放大器13和A/D转换器14分别固定安装于空心轴4的内孔中。控制信号发射管10与各红外发射二极管6安装于空心轴4的外表面，为便于信号的传输，通常会将控制信号发射管10与各红外发射二极管6安装于同一条直线上，控制信号接收管9与各红外接收管7安装于红外接收管支座8上。随着空心轴4的旋转，控制信号接收管9能够接收到控制信号发射管10发出的控制信号，同时红外接收管7能够分别接收到对应的红外发射二极管6发出的信号。
图2示出了本发明一种优选扭矩传感器的一种电路。如图2所示，稳压器12的输入端与旋转变压器5的输出端连接，稳压器12的输出端分别与应变桥、信号放大器13和A/D转换器14的电源接口连接。信号放大器13的信号输入口与应变桥的输出接口连接，信号放大器13的信号输出口与A/D转换器14的信号输入口连接，A/D转换器14的信号输出口与各个红外发射二极管6分别连接。
图3示出了本发明信号传递的时序图。当控制信号接收管9收到控制信号发射管10发出的控制信号时,对应产生高电平,此时控制红外接收管7接收红外发射二极管6发出的信号，当控制信号接收管9未收到控制信号发射管10发出的控制信号时,对应产生低电平，此时控制红外接收管7不接受红外发射二极管6发出的信号。本发明的工作原理是：随着并行数据传输扭矩传感器的转动，旋转变压器5产生电能并通过稳压器12对产生的电压进行处理，经处理后的电能对应变桥、信号放大器13和A/D转换器14进行供电，同时，应变桥产生的应变信号经信号放大器13放大后传递给A/D转换器14进行处理，A/D转换器14根据接收到的信号控制各个红外发射二极管6的亮灭，最后红外接收管7获取各个红外发射二极6亮灭信号并传给PC机处理得出所要测量的扭矩。
具体地说，本发明并行数据传输扭矩传感器用于扭矩测量时，将第一连接盘1-1与动力设备相连，第二连接盘1-2与负载设备相连。在动力设备的带动下，并行数据传输扭矩传感器的第一连接盘1-1转动,第一连接盘1-1带动与其固定相连的第一弹性轴3-1转动从而带动空心轴4转动，空心轴4带动与其固定连接的第二弹性轴3-2转动,并最终通过第二连接盘1-2带动负载设备转动，
此时安装于第二弹性轴3-2上的旋转变压器5产生电能并对本发明并行数据传输扭矩传感器的电路进行供电。由于负载的作用，使得第一弹性轴3-1产生扭转变形，此时，粘贴于第一弹性轴3-1的各应变片11随之产生弹性变形，应变桥路的产生的弹性变形信号经信号放大器13放大后传递给A/D转换器14，A/D转换器14将信号转换成二进制数控制对应的红外发射二极管6点亮或者熄灭，具体地说：当红外发射二极管6对应位的二进制数为1时，红外发射二极管6点亮，当红外发射二极管6对应位的二进制数为0时，红外发射二极管6熄灭。
随着扭矩传感器的旋转，当控制信号发射管10发射出的控制信号被控制信号接收管9接受，此时红外接受管7读取对应的红外发射二极管7的亮灭信号并将所读取的信号传递到PC机进行处理，最终获得所要测量的扭矩。
    本发明并行数据传输扭矩传感器采用红外方式进行信号传输，避免了外界电磁场等因素的干扰，工作可靠，且提高了测量的精确度。

Claims (3)

1.一种并行数据传输扭矩传感器，其特征是：包括第一连接盘（1-1）、第二连接盘（1-2）、第一弹性轴（3-1）、第二弹性轴（3-2）、空心轴（4）、旋转变压器（5）、应变片（11）、红外发射装置和红外接收装置，所述红外发射装置包括红外发射二级管（6）、控制信号发射管（10）、信号放大器（13）和A/D转换器（14），红外发射二极管（6）的数量与A/D转换器（14）的位数相同，所述红外接收装置包括红外接收管（7）、红外接收管支座（8）和控制信号接收管（9），红外接收管（7）的数量与红外发射二极管（6）的数量相同且一一对应；其中，所述第一弹性轴（3-1）的一端与第一连接盘（1-1）固定相连，第一弹性轴（3-1）的另一端与空心轴（4）的一端固定相连，所述第二弹性轴（3-2）的一端与第二连接盘（1-2）固定相连，第二弹性轴（3-2）的另一端与空心轴（4）的另一端固定相连, 第一弹性轴（3-1）、空心轴（4）和第二弹性轴（3-2）同轴转动，各所述应变片（11）分别粘贴于第一弹性轴（3-1）上且连接组成应变桥，旋转变压器（5）固定安装于第二弹性轴（3-2）上，信号放大器（13）、A/D转换器（14）分别固定安装于空心轴（4）的内孔中，信号放大器（13）的信号输入口与所述应变桥的输出接口连接，信号放大器（13）的信号输出口与A/D转换器（14）的信号输入口连接，A/D转换器（14）的信号输出口与各个红外发射二极管（6）分别连接，控制信号发射管（10）和各红外发射二极管（6）安装于空心轴（4）的外表面，控制信号接收管（9）和各红外接收管（7）安装于红外接收管支座（8）上且控制信号接收管（9）能够接收到控制信号发射管（10）发出的控制信号，同时红外接收管（7）能够分别接收到对应的红外发射二极管（6）发出的信号。
2.根据权利要求1所述的并行数据传输扭矩传感器，其特征在于：还包括第一滚动轴承（2-1）和第二滚动轴承（2-2），第一滚动轴承（2-1）安装于第一弹性轴（3-1）上，第二滚动轴承（2-2）安装于第二弹性轴（3-2）上。
3.根据权利要求1或2所述的并行数据传输扭矩传感器，其特征在于：还包括稳压器（12），所述稳压器（12）固定安装于空心轴（4）的内孔中，稳压器（12）的输入端与旋转变压器（5）的输出端连接，稳压器（12）的输出端分别与所述应变桥、信号放大器（13）、A/D转换器（14）的电源接口连接。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101834939B1 (ko) * 2016-08-29 2018-03-06 충북대학교 산학협력단 비접촉식 광전송 방식 토크 검출기
CN108887722A (zh) * 2018-07-30 2018-11-27 颍上县天好食品有限公司 一种粉丝摆条机
CN110108403A (zh) * 2019-06-03 2019-08-09 蚌埠大洋传感系统工程有限公司 扭矩传感器
CN110411631A (zh) * 2019-08-29 2019-11-05 北京新能源汽车技术创新中心有限公司 一种扭矩传感器
CN111623912A (zh) * 2020-05-24 2020-09-04 哈尔滨理工大学 一种无线扭矩传感器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1585175A (en) * 1977-07-13 1981-02-25 Talbot Motor Measurement apparatus for use with a rotary member
CN1311431A (zh) * 2000-03-02 2001-09-05 张力 旋转体上传感器信号导出装置
CN2641619Y (zh) * 2003-04-24 2004-09-15 武汉理工大学 红外式转矩测量仪
CN1779426A (zh) * 2004-11-19 2006-05-31 张力 动态供电的转动力矩传感器
CN2872500Y (zh) * 2005-10-26 2007-02-21 北方工业大学 转轴扭矩信号的红外遥测装置
JP3181765U (ja) * 2012-12-07 2013-02-21 ユニパルス株式会社 電動機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1585175A (en) * 1977-07-13 1981-02-25 Talbot Motor Measurement apparatus for use with a rotary member
CN1311431A (zh) * 2000-03-02 2001-09-05 张力 旋转体上传感器信号导出装置
CN2641619Y (zh) * 2003-04-24 2004-09-15 武汉理工大学 红外式转矩测量仪
CN1779426A (zh) * 2004-11-19 2006-05-31 张力 动态供电的转动力矩传感器
CN2872500Y (zh) * 2005-10-26 2007-02-21 北方工业大学 转轴扭矩信号的红外遥测装置
JP3181765U (ja) * 2012-12-07 2013-02-21 ユニパルス株式会社 電動機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李敏等: "数据式转矩转速传感器在旋转动力装置测试中的应用", 《传感器世界》, 31 October 2003 (2003-10-31), pages 1 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101834939B1 (ko) * 2016-08-29 2018-03-06 충북대학교 산학협력단 비접촉식 광전송 방식 토크 검출기
CN108887722A (zh) * 2018-07-30 2018-11-27 颍上县天好食品有限公司 一种粉丝摆条机
CN110108403A (zh) * 2019-06-03 2019-08-09 蚌埠大洋传感系统工程有限公司 扭矩传感器
CN110411631A (zh) * 2019-08-29 2019-11-05 北京新能源汽车技术创新中心有限公司 一种扭矩传感器
CN111623912A (zh) * 2020-05-24 2020-09-04 哈尔滨理工大学 一种无线扭矩传感器
CN111623912B (zh) * 2020-05-24 2021-12-28 哈尔滨理工大学 一种无线扭矩传感器

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