CN104458085B - 一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构 - Google Patents

Abstract

一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构，包括被测的电动机、旋转轴负载调节器和静态扭矩传感器，旋转轴负载调节器安装在电动机与静态扭矩传感器之间，并且三者是同轴联接；其有益效果是：1.由于静态扭矩传感器的检测轴不作旋转运动，只是扭转变形，所以其结构简单，技术成熟，性能稳定，精度和性能稳定方面都优于同档次同规格的动态扭矩传感器，因此采用静态扭矩传感器提高了检测数据的精确度和稳定性；2.用静态扭矩传感器检测电动机的转速比用动态扭矩传感器要高，适用的转速范围更大；3.由于静态扭矩传感器的价格远低于动态扭矩传感器，所以降低了对电动机或其它旋转轴动力机械动态扭矩检测的成本。

Description

一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构

技术领域

本发明涉及旋转轴机械扭矩检测技术领域，是一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构。

背景技术

见图1，电动机的动态扭矩检测，包括被测的电动机1，动态扭矩传感器2、磁粉离合器3。被测电动机1与动态扭矩传感器2和磁粉制动器3均用联轴器同轴连接。电动机1的转轴带动动态扭矩传感器2和磁粉离合器3的轴一起旋转，调节磁粉制动器3的工作电流，对电动机1的转轴施加阻力矩，由直接与电动机1同轴连接的动态扭矩传感器2输出动态扭矩检测数据给扭矩显示仪表，从显示仪表上即读出电动机1的转轴当前运行状态的动态扭矩。该结构的电动机的动态扭矩检测方法有三点不足，一是检测过程中，动态扭矩传感器的轴处于旋转运动状态，其轴上的电阻应变传感器件的供电和传感信号电压均通过集流环、电刷或电磁耦合无线传输方式来实现。正是由于动态扭矩传感器轴上的电阻应变传感器件与轴外的对其供电及信号输出器件之间存在旋转的运动，造成对电阻应变传感器件的供电和向轴外传输扭矩传感信号的性能不够稳定，导致在相同的检测条件下的检测的扭矩数据在不同的时间段出现比较大的差异，致使检测数据不够准确和稳定；二是由于要向电阻应变传感器件进行旋转运动中的供电和向轴外传输扭矩传感信号，使动态扭矩传感器轴的最高转速受到限制，即动态扭矩传感器只能用于转速不太高的电动机轴的动态扭矩检测，不能用于更高转速电动机轴的动态扭矩检测；三是动态扭矩传感器的结构复杂，价格高，致使电动机轴的动态扭矩检测成本高。

发明内容

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构，包括被测的电动

机、旋转轴负载调节器和静态扭矩传感器，其特征是，旋转轴负载调节器安装在电动机与静态扭矩传感器之间，并且三者是同轴联接。

静态扭矩传感器还连接有与之相配的数字显示仪表。

所述旋转轴负载调节器为磁粉离合器，磁粉离合器上设有主动轴和从动轴，

主动轴通过第一联轴器与电动机的转轴联接，从动轴通过第二联轴器与静态扭矩传感器的检测轴联接。

所述旋转轴负载调节器还可为磁粉制动器，磁粉制动器设有转轴，转轴通

过联轴器与电动机的转轴连接，磁粉制动器上与转轴相对的另一侧设有后外壳，后外壳与静态矩传感器的检测轴同轴联接。

被测的电动机还可以替换成需要测量动态扭矩的其它旋转轴动力机械。

本发明的这种检测连接结构与现有技术不同的是，电动机的转轴是与磁粉离合器主动轴或磁粉制动器的转轴联接，磁粉离合器的从动轴或磁粉制动器的后外壳与静态扭矩传感器的检测轴联接。当电动机的转轴带动磁粉离合器主动轴或磁粉制动器的转轴旋转，调节磁粉离合器或磁粉制动器的工作电流，由于磁粉离合器的从动轴或磁粉制动器的后外壳与静态扭矩传感器的检测轴端联接，磁粉离合器的从动轴或磁粉制动器的后外壳对静态扭矩传感器的检测轴端形成静态扭矩，由与静态扭矩传感器连接的数字显示仪表读出该检测轴的静态扭矩值，根据反作用力等于作用力的牛顿第三定律，该检测轴上的静态扭矩大小就是磁粉离合器的从动轴或磁粉制动器的后外壳所受的静态扭矩值，还是根据反作用力等于作用力的牛顿第三定律，磁粉离合器从动轴或磁粉制动器后外壳所受的静态扭矩值与磁粉离合器主动轴或磁粉制动器的转轴所受的动态扭矩值相等，磁粉离合器主动轴或磁粉制动器的转轴所受的扭矩值就是被测电动机的转轴当前状态的动态扭矩，即由与静态扭矩传感器连接的数字显示仪表读出的扭矩值就是电动机的转轴当前状态的动态扭矩，从而达到用静态扭矩传感器检测电动机动态扭矩的目的。

本发明的有益效果是：

1.由于静态扭矩传感器的检测轴不作旋转运动，只是扭转变形，所以其结构简单，技术成熟，性能稳定，精度和性能稳定方面都优于同档次同规格的动态扭矩传感器，因此采用静态扭矩传感器提高了检测数据的精确度和稳定性。

2.用静态扭矩传感器检测电动机的转速比用动态扭矩传感器高，适用的转速范围更大。

3.由于静态扭矩传感器的价格远低于动态扭矩传感器，所以降低了对电动机或其它旋转轴动力机械动态扭矩检测的成本。

附图说明

图1是采用动态扭矩传感器检测旋转轴动态扭矩的机械联接示意图。

图2是实施例1旋转轴负载调节器为磁粉离合器的机械联接侧视图。

图3是实施例2旋转轴负载调节器为磁粉制动器的机械联接侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

实施例1

见图2，将被检测的电动机1、磁粉离合器2和静态扭矩传感器3通过联轴器4、5在一金属平台6上进行同轴联接的安装。联轴器4将磁粉离合器2的主动轴201与电动机1转轴101同轴联接，联轴器5将磁粉离合器2的从动轴202与静态扭矩传感器4的检测轴301同轴联接。再将磁粉离合器2与电源连接，将扭矩数字显示仪表与电源和静态扭矩传感器3相连接。接通电动机1的电源启动电动机1，调节磁粉离合器2的工作电流，该电流使磁粉离合器2内部的与从动轴202固定一起的摩擦盘片与主动轴201固定一起的摩擦盘片之间产生机械摩擦的偶合，磁粉离合器2的从动轴202将其所受的扭矩直接传递给与之同轴联接的静态扭矩传感器3的检测轴301，静态扭矩传感器3检测轴301所受的静态扭矩值在与之连接的数字显示仪表上读出。根据反作用力等于作用力的牛顿第三定律，数字显示仪表上读出的静态扭矩值就是磁粉离合器2从动轴202所受的扭矩，再根据反作用力等于作用力的牛顿第三定律，磁粉离合器轴2主动轴201所受的扭矩值与其从动轴202所受的扭矩值相等，由于磁粉离合器2主动轴201与电动机1转轴101是通过联轴器4的刚性联接，磁粉离合器2主动轴201所受的扭矩值就是电动机1转轴101在此状态下的扭矩值，即数字显示仪表上读出的扭矩值就是被测电动机1转轴101在当前运行状态下的动态扭矩，从而达到用静态扭矩传感器3检测电动机1转轴101动态扭矩的目的。

实施例2

见图3，与实施例1类似，不同之处在于：将被检测的电动机1、磁粉制动器7和静态扭矩传感器3通过联轴器4在一金属平台6上进行同轴联接的安装。即通过联轴器4将磁粉制动器7的转轴701与电动机1的转轴101联接。将磁粉制动器7的与转轴701相对的后外壳702与静态扭矩传感器3检测轴301进行联接。再将磁粉制动器7与电源连接，将扭矩数字显示仪表与电源和静态扭矩传感器3相连接。接通电动机1的电源启动电动机1，调节磁粉制动器7的工作电流，该电流使与磁粉制动器内部与7转轴701固定一起的摩擦盘片与后外壳702固定一起的摩擦片之间产生机械摩擦的偶合，使磁粉制动器7的后外壳702受到转轴701传递来的扭矩，磁粉制动器7的后外壳702将其所受的扭矩直接传递给与之同轴联接的静态扭矩传感器3的检测轴301，静态扭矩传感器3检测轴301所受的扭矩值在与之连接的数字显示仪表上读出。根据反作用力等于作用力的牛顿第三定律，数字显示仪表上读出扭矩值就是磁粉制动器7后外壳702所受的扭矩，再根据反作用力等于作用力的牛顿第三定律，磁粉制动器7转轴701的扭矩值与其后外壳702所受的扭矩值相等，由于磁粉制动器7转轴701与电动机1转轴101是通过联轴器4的刚性联接，磁粉制动器7转轴701的扭矩值就是电动机1转轴101在此状态下所受的扭矩值，即数字显示仪表上读出的扭矩值就是被测的电动机1转轴101在当前运行状态下的动态扭矩，从而达到用静态扭矩传感器3检测电动机1转轴101动态扭矩的目的。

上述实施例1和实施例2，都还可以在电动机1的转轴101到磁粉制动器7的转轴701或磁粉离合器2主动轴201中的合适位置安装用于转速检测的感应元件，且配以数字显示的转速表，就可以在检测动态扭矩的同时，在1 数字转速表上读出该状态下的转速值。

上述实施例1和实施例2中，可以将电动机1用任何需要检测动态扭矩的其它旋转轴机械替换，就构成了用静态扭矩传感器3检测其它旋转轴机械动态扭矩的方法。

以上所述的具体实施方式例，仅为本发明较佳的实施例而已，举凡依本发明专利范围所做的等同设计，均应为本发明的技术所涵盖。

Claims (3)

1.一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构，包括被测的电动机、旋转轴负载调节器和静态扭矩传感器，旋转轴负载调节器安装在电动机与静态扭矩传感器之间，并且三者是同轴联接，旋转轴负载调节器为磁粉离合器或磁粉制动器；

其特征是；

所述旋转轴负载调节器为磁粉离合器，磁粉离合器上设有主动轴和从动轴，主动轴通过第一联轴器与电动机的转轴联接，从动轴通过第二联轴器与静态扭矩传感器的检测轴联接；

或者；

所述旋转轴负载调节器还可为磁粉制动器，磁粉制动器设有转轴，转轴通过联轴器与电动机的转轴连接，磁粉制动器上与转轴相对的另一侧设有后外壳，后外壳与静态矩传感器的检测轴同轴联接。

2.根据权利要求1所述的一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构，其特征在于，静态扭矩传感器还连接有与之相配的数字显示仪表。

3.根据权利要求1或2所述的一种采用静态扭矩传感器检测动态扭矩的机械连接结构，其特征在于，被测的电动机还可以替换成需要测量动态扭矩的其它旋转轴动力机械。