CN105509960A - 一种应用于扭矩传感器校准的机械装置及方法 - Google Patents

一种应用于扭矩传感器校准的机械装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种应用于扭矩传感器校准的机械装置及方法。将传力板一端插入U型支架内，U型支架固定在一个位置；手摇手柄，蜗杆带动主轴旋转，传力板同步转动，因为传力板被U型支架固定住，U型支架对传力板提供一个反向作用力，该反向作用力与蜗杆的作用力在主轴上产生一个一个扭矩；蜗杆具有自锁特性，每转动一个角度，记录一组数据扭矩大小通过待校传感器数显表、标准传感器数显表读出，比较读数，最后绘出对比曲线图，判断待校准传感器是否符合使用要求。效果是：该扭矩传感器校准装置，校准结果精确，操作简单。可校准的量程比较大，通用性强。利用涡轮蜗杆自锁原理，可以任意定点读数，数值通过数显表显示，对比明显，读数方便。

Description

一种应用于扭矩传感器校准的机械装置及方法
技术领域
本发明涉及一种应用于扭矩传感器校准的机械装置及方法。
背景技术
在扭矩传感器的校准领域中，校准夹具的设计多种多样，其中应用最多的是力矩扳手，分为气动扳手、电动扳手、液压扳手，这种校准装置的缺点是校准的力矩范围小，适用的范围窄。其他的校准装置很多都存在着设计过于复杂，结构件多，读数不准，扭矩损失大等问题。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明提供了一种应用于扭矩传感器校准的机械装置及方法，使得扭矩传感器的校准更加的准确与快捷。
本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种应用于扭矩传感器校准的机械装置，包括连接有待校传感器数显表的待校准传感器及连接有标准传感器数显表的标准传感器，其特征在于：还包括传力板、连接块、手轮、手柄、左支架、右支架、上支架、蜗杆、蜗杆轴承、涡轮、主轴、主轴轴承Ⅰ、主轴轴承Ⅰ轴承盖）、主轴轴承Ⅱ、主轴轴承Ⅱ轴承盖、底座,
所述左支架、右支架、上支架及底座组装在一起构成装置架，
所述主轴轴承Ⅰ装入上支架的轴承槽I内紧配合，所述主轴轴承Ⅱ装入底座的轴承槽II内紧配合，所述主轴轴承Ⅰ轴承盖固定在主轴轴承Ⅰ上端的上支架上，所述主轴轴承Ⅱ轴承盖固定在主轴轴承Ⅱ上端的底座上，主轴的一端依次插入主轴轴承Ⅰ轴承盖、主轴轴承Ⅰ、主轴轴承Ⅱ轴承盖、主轴轴承Ⅱ置于底座中，所述涡轮固定在主轴轴承Ⅰ与主轴轴承Ⅱ之间的主轴上，对应设置的左支架和右支架上的蜗杆轴承槽内分别嵌有一个蜗杆轴承，所述蜗杆的一端依次穿过右支架的孔、蜗杆轴承置于左支架上的蜗杆轴承中，蜗杆上的螺纹与涡轮啮合，蜗杆的另一端固定带有手柄的手轮，所述标准传感器一端与主轴另一端相固定，标准传感器另一端与连接块的一端固定，连接块另一端与待校准传感器一端相固定，待校准传感器另一端与传力板相固定。
一种应用于扭矩传感器校准的机械装置的校准方法，其特征在于：步骤如下，
1.将传力板、待校准传感器、连接块、标准传感器通过螺钉串联连接，与装配完成的校准夹具主轴通过螺钉连接，将传力板一端插入U型支架内，U型支架固定在一个位置；
2.测试开始，手摇手柄，蜗杆带动主轴旋转，传力板同步转动，因为传力板被U型支架固定住，U型支架对传力板提供一个反向作用力，该反向作用力与蜗杆的作用力在主轴上产生一个一个扭矩；
3．因为传力板、待校准传感器、连接块、标准传感器串联在一起，待校准传感器和标准传感器读数理论相同，蜗杆具有自锁特性，每转动一个角度，记录一组数据扭矩大小通过待校传感器数显表、标准传感器数显表读出，比较读数，最后绘出对比曲线图，判断待校准传感器是否符合使用要求。
本发明的有益效果是：该扭矩传感器校准装置，校准结果精确，操作简单。可校准的量程比较大，通用性强。利用涡轮蜗杆自锁原理，可以任意定点读数，数值通过数显表显示，对比明显，读数方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的局部剖视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是图3的B-B剖视图；
图5是本发明主轴的主视图；
图6是本发明主轴的侧视图；
图7是本发明连接块的主视图；
图8是本发明连接块的侧视图；
图9是本发明蜗杆与涡轮配合的示意图；
图10是本发明使用状态图。
具体实施方式
如图1至图9所示，一种应用于扭矩传感器校准的机械装置，包括连接有待校传感器数显表2-1的待校准传感器2及连接有标准传感器数显表4-1的标准传感器4，还包括传力板1、连接块3、手轮5、手柄6、左支架7、右支架8、上支架9、蜗杆10、蜗杆轴承11、涡轮12、主轴13、主轴轴承Ⅰ14、主轴轴承Ⅰ轴承盖15、主轴轴承Ⅱ16、主轴轴承Ⅱ轴承盖17、底座18。
连接块3为圆形块，在圆形块的上下面上分别设有一个矩形凸起II3-1，在两个矩形凸起II3-1面上分别设有一个固定孔II3-2。
主轴13为阶梯状圆柱形，在主轴13的上端面上设有矩形凸起I13-1，在矩形凸起I13-1面上设有两个固定孔I13-2，在主轴13中间位置的圆柱上设有一键槽I13-3。
将左支架7、右支架8、上支架9及底座18组装在一起构成装置架，
将主轴轴承Ⅰ14装入上支架9的轴承槽I9-1内紧配合，将主轴轴承Ⅱ16装入底座18的轴承槽II18-1内紧配合，将主轴轴承Ⅰ轴承盖15通过螺钉固定在主轴轴承Ⅰ14上端的上支架9上，将主轴轴承Ⅱ轴承盖17通过螺钉固定在主轴轴承Ⅱ16上端的底座18上，将主轴13的一端依次插入主轴轴承Ⅰ轴承盖15、主轴轴承Ⅰ14、涡轮12、主轴轴承Ⅱ轴承盖17、主轴轴承Ⅱ16置于底座18中，涡轮12的键槽II12-1与主轴13键槽I13-3相对应，用平键插入键槽II12-1和键槽I13-3中将涡轮12固定在主轴13上，在相对应设置的左支架7和右支架8上的蜗杆轴承槽7-8-1内分别嵌有一个蜗杆轴承11，将蜗杆10的一端依次穿过右支架8的孔、蜗杆轴承11置于左支架7上的蜗杆轴承11中，蜗杆10中间上的螺纹10-1与涡轮12啮合，在蜗杆10的另一端上通过螺钉固定带有手柄6的手轮5，将标准传感器4一端开口槽与主轴13另一端的矩形凸起I13-1插接在一起，用螺栓螺接在矩形凸起I13-1两个固定孔I13-2中，将标准传感器4一端固定在主轴13的另一端上，将标准传感器4另一端的开口槽与连接块3一端的矩形凸起II3-1插接在一起，用螺栓螺接在矩形凸起II3-1固定孔II3-2中，将标准传感器4另一端固定在连接块3的一端上，将待校准传感器2一端的开口槽与连接块3另一端的矩形凸起II3-1插接在一起，用螺栓螺接在另一端的矩形凸起II3-1固定孔II3-2中，将待校准传感器2一端固定在连接块3的另一端上，将待校准传感器2另一端的开口槽与传力板1一端插接在一起，用螺栓将待校准传感器2另一端与传力板1固定在一起。
如图10所示，一种应用于扭矩传感器校准的机械装置的校准方法，步骤如下：
1.将传力板1、待校准传感器2、连接块3、标准传感器4通过螺钉串联连接，与装配完成的校准夹具主轴13通过螺钉连接，将传力板1一端插入U型支架19内，U型支架19固定在一个位置；
2.测试开始，手摇手柄6，蜗杆10带动主轴13旋转，传力板1同步转动，因为传力板1被U型支架19固定住，U型支架对传力板1提供一个反向作用力，该反向作用力与蜗杆10的作用力在主轴13上产生一个一个扭矩；
3．因为传力板1、待校准传感器2、连接块3、标准传感器4串联在一起，待校准传感器2和标准传感器4读数理论相同，蜗杆10具有自锁特性，每转动一个角度，记录一组数据扭矩大小通过待校传感器数显表2-1、标准传感器数显表4-1读出，比较读数，最后绘出对比曲线图，判断待校准传感器2是否符合使用要求。
在主轴13上串联的两个传感器，一个精度等级较高为0.01N/M的标准传感器4，另一个精度精度为0.1N/M的待校准传感器2。
该机械装置理论依据为同一轴上的扭矩相同，串联的传感器读数理论上是相同的。此校准装置的主要原理是通过涡轮蜗杆机构，将水平方向上的转动转换为垂直方向的上的转动。同时涡轮蜗杆机构具有自锁的功能，通过手轮传动后，主轴不会回转，能够更精确的读数、对比。此机械装置的校准量程为0～200N/M，因选用涡轮蜗杆的传动比为1：3，所以用较小的力就能达到校准的需要，这也是此校准装置的优点之一。

Claims (4)

1.一种应用于扭矩传感器校准的机械装置，包括连接有待校传感器数显表（2-1）的待校准传感器（2）及连接有标准传感器数显表（4-1）的标准传感器（4），其特征在于：还包括传力板（1）、连接块（3）、手轮（5）、手柄（6）、左支架（7）、右支架（8）、上支架（9）、蜗杆（10）、蜗杆轴承（11）、涡轮（12）、主轴（13）、主轴轴承Ⅰ（14）、主轴轴承Ⅰ轴承盖（15）、主轴轴承Ⅱ（16）、主轴轴承Ⅱ轴承盖（17）、底座（18）,
所述左支架（7）、右支架（8）、上支架（9）及底座（18）组装在一起构成装置架，
所述主轴轴承Ⅰ（14）装入上支架（9）的轴承槽I（9-1）内紧配合，所述主轴轴承Ⅱ（16）装入底座（18）的轴承槽II（18-1）内紧配合，所述主轴轴承Ⅰ轴承盖（15）固定在主轴轴承Ⅰ（14）上端的上支架（9）上，所述主轴轴承Ⅱ轴承盖（17）固定在主轴轴承Ⅱ（16）上端的底座（18）上，主轴（13）的一端依次插入主轴轴承Ⅰ轴承盖（15）、主轴轴承Ⅰ（14）、主轴轴承Ⅱ轴承盖（17）、主轴轴承Ⅱ（16）置于底座（18）中，所述涡轮（12）固定在主轴轴承Ⅰ（14）与主轴轴承Ⅱ（16）之间的主轴（13）上，对应设置的左支架（7）和右支架（8）上的蜗杆轴承槽（7-8-1）内分别嵌有一个蜗杆轴承（11），所述蜗杆（10）的一端依次穿过右支架（8）的孔、蜗杆轴承（11）置于左支架（7）上的蜗杆轴承（11）中，蜗杆（10）上的螺纹（10-1）与涡轮（12）啮合，蜗杆（10）的另一端固定带有手柄（6）的手轮（5），所述标准传感器（4）一端与主轴（13）另一端相固定，标准传感器（4）另一端与连接块（3）的一端固定，连接块（3）另一端与待校准传感器（2）一端相固定，待校准传感器（2）另一端与传力板（1）相固定。
2.根据权利要求1所述的一种应用于扭矩传感器校准的机械装置，其特征在于：所述连接块（3）为圆形块，在圆形块的上下面上分别设有一个矩形凸起II（3-1），在两个矩形凸起II（3-1）面上分别设有一个固定孔II（3-2）。
3.根据权利要求1所述的一种应用于扭矩传感器校准的机械装置，其特征在于：所述主轴（13）为阶梯状圆柱形，在主轴（13）的上端面上设有矩形凸起I（13-1），在矩形凸起I（13-1）面上设有两个固定孔I（13-2），在主轴（13）中间位置的圆柱上设有一键槽（13-3）。
4.一种应用于扭矩传感器校准的机械装置的校准方法，其特征在于：步骤如下，
1.将传力板（1）、待校准传感器（2）、连接块（3）、标准传感器（4）通过螺钉串联连接，与装配完成的校准夹具主轴（13）通过螺钉连接，将传力板（1）一端插入U型支架（19）内，U型支架（19）固定在一个位置；
2.测试开始，手摇手柄（6），蜗杆（10）带动主轴（13）旋转，传力板（1）同步转动，因为传力板（1）被U型支架（19）固定住，U型支架对传力板（1）提供一个反向作用力，该反向作用力与蜗杆（10）的作用力在主轴（13）上产生一个一个扭矩；
3．因为传力板（1）、待校准传感器（2）、连接块（3）、标准传感器（4）串联在一起，待校准传感器（2）和标准传感器（4）读数理论相同，蜗杆（10）具有自锁特性，每转动一个角度，记录一组数据扭矩大小通过待校传感器数显表（2-1）、标准传感器数显表（4-1）读出，比较读数，最后绘出对比曲线图，判断待校准传感器（2）是否符合使用要求。
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