CN109211450B - 一种扭簧板扭矩测量装置及扭矩测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量设备领域，公开了一种扭簧板扭矩测量装置及扭矩测量方法。扭簧板扭矩测量装置包括间隔设置的第一座体和第二座体、分别连接于第一座体和第二座体的第一固定机构和第二固定机构以及限位机构。第一固定机构转动连接于第一座体，第二固定机构通过扭矩测量仪连接于的第二座体，扭矩测量仪用于测量第二座体和第二固定机构之间的扭簧板的扭矩。限位机构用于限制第一固定机构在扭簧板的反作用力下回转。该扭簧板扭矩测量装置操作简单，结构稳定，并且可以方便地测量扭矩随时间的变化，以对扭簧板的性能进行研究。本发明的扭矩测量方法利用了上述的扭簧板扭矩测量装置进行测量，因此也具有测量精准、稳定，操作方便等有益效果。

Description

一种扭簧板扭矩测量装置及扭矩测量方法

技术领域

本发明涉及测量设备领域，具体而言，涉及一种扭簧板扭矩测量装置及扭矩测量方法。

背景技术

扭簧板是一种重要的提供扭矩的装置，其所能提供的扭矩直接关系到相关机械系统能否顺利工作。叠加个数不同、叠加个数相同但扭转角度不同、叠加个数及扭转角度均相同但作用时间不同，这些因素都将影响到扭簧板所能提供扭矩的大小。

目前扭矩的测量装置全部都是针对普通扭簧在扭转过程中所能提供的扭矩进行测量，而对于扭簧板在扭转过程中所能提供的扭矩还没有相关测量装置。现有技术中的扭簧板扭矩测量装置，结构相对复杂且稳定性较差，在一定扭转角度保持较长时间后，有可能会产生角度的偏差从而使得测量结果不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的包括提供一种扭簧板扭矩测量装置，其能够精确地对不同扭转角度、不同扭转时间的扭簧板进行扭矩测量，并且结构简单稳定。

本发明的另一目的包括提供一种扭矩测量方法，其利用上述的扭簧板扭矩测量装置，能够精确地对不同扭转角度、不同扭转时间的扭簧板进行扭矩测量。

本发明的实施例是这样实现的：

一种扭簧板扭矩测量装置，用于测量扭簧板的扭矩，包括：

第一座体；

与第一座体间隔设置的第二座体；

第一固定机构和第二固定机构，第一固定机构转动连接于第一座体，第二固定机构通过扭矩测量仪连接于的第二座体，扭矩测量仪用于测量第二座体和第二固定机构之间的扭矩；第一固定机构和第二固定机构分别用于固定于扭簧板的两端，第二固定机构通过转动向扭簧板提供扭矩；

限位机构，限位机构传动连接于第一座体和第一固定机构，用于限制第一固定机构在扭簧板的反作用力下回转。

在本发明的一种实施例中：

扭簧板扭矩测量装置还包括基座，第一座体和第二座体设置于基座上。

在本发明的一种实施例中：

第一座体与基座固定连接，第二座体与一个滑块固定连接，滑块与基座上的一个滑槽滑动配合，使得第二座体能够靠近或者远离第一座体。

在本发明的一种实施例中：

基座上设置有定位结构，定位结构用于限制滑块沿滑槽滑动。

在本发明的一种实施例中：

定位结构包括基座上的定位孔以及与定位孔配合的紧固件，定位孔贯穿滑槽的侧壁，紧固件穿过定位孔，与滑块相连。

在本发明的一种实施例中：

扭簧板扭矩测量装置还包括用于支撑第二固定机构的第三座体，第二固定机构与第三座体转动连接。

在本发明的一种实施例中：

限位机构包括棘轮和棘爪，棘轮设置于第一固定机构，第一固定机构的转动轴线与棘轮的中心轴线重合；棘爪可转动地设置于第一座体，棘爪可选择性地抵接棘轮以限制棘轮在扭簧板的反作用力下回转。

在本发明的一种实施例中：

扭簧板扭矩测量装置还包括与第一固定机构连接的扭转棒。

在本发明的一种实施例中：

第一固定机构和第二固定机构均包括四爪卡盘。

一种扭矩测量方法，其使用上述的扭簧板扭矩测量装置测量扭簧板的扭矩，包括：

将扭簧板的两端分别固定于第一固定机构和第二固定机构；

将第一固定机构转动预设角度；

利用限位机构限制第一固定机构回转；

获取扭矩测量仪所测量出的扭矩。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例的扭簧板扭矩测量装置包括间隔设置的第一座体和第二座体、分别连接于第一座体和第二座体的第一固定机构和第二固定机构以及限位机构。第一固定机构转动连接于第一座体，第二固定机构通过扭矩测量仪连接于的第二座体，扭矩测量仪用于测量第二座体和第二固定机构之间的扭矩；第一固定机构和第二固定机构分别用于固定于扭簧板的两端，第二固定机构通过转动向扭簧板提供扭矩。限位机构传动连接于第一座体和第一固定机构，其用于限制第一固定机构在扭簧板的反作用力下回转。扭簧板在紧固于两个固定机构之间后，转动第一固定机构，并在预设的角度停下，使用限位机构对第一固定机构进行限位，使其保持在该扭转角度，此时可以从扭矩测量仪获取此时扭簧板在该扭转角度下的扭矩，操作简单，结构稳定，并且可以方便地测量扭矩随时间的变化，以对扭簧板的性能进行研究。

本发明实施例的扭矩测量方法利用了上述的扭簧板扭矩测量装置进行测量，因此也具有测量精准、稳定，操作方便等有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中扭簧板扭矩测量装置的第一视角示意图；

图2为本发明实施例中扭簧板扭矩测量装置的第二视角示意图；

图3为本发明实施例中第一固定机构的装配示意图；

图4为本发明实施例中第一固定机构与限位机构的爆炸视图；

图5为本发明实施例中第二固定机构与扭矩测量仪的爆炸视图；

图6为本发明实施例安装套筒后的示意图。

图标：100-扭簧板扭矩测量装置；110-基座；112-滑块；114-紧固件；115-第一座体；116-第二座体；117-第三座体；120-第一固定机构；122-四爪卡盘；124-轴体；126-扭转棒；128-轴承；130-第二固定机构；140-棘轮；142-棘爪；150-套筒；160-扭簧板；170-扭矩测量仪。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

实施例

图1为本发明实施例中扭簧板扭矩测量装置100的第一视角示意图；

图2为本发明实施例中扭簧板扭矩测量装置100的第二视角示意图；图3为本发明实施例中第一固定机构120的装配示意图；图4为本发明实施例中第一固定机构120与限位机构的爆炸视图；图5为本发明实施例中第二固定机构130与扭矩测量仪170的爆炸视图。请参照图1至图5，本实施例提供一种扭簧板扭矩测量装置100，用于测量扭簧板160的扭矩，其可以对单个扭簧板160进行测量，也可以对多个层叠起来的扭簧板160进行扭矩测量。扭簧板扭矩测量装置100包括基座110、在基座110上间隔设置的第一座体115和第二座体116、分别连接于第一座体115和第二座体116的第一固定机构120和第二固定机构130以及限位机构。第一固定机构120转动连接于第一座体115，第二固定机构130通过扭矩测量仪170连接于的第二座体116，扭矩测量仪170用于测量第二座体116和第二固定机构130之间的扭矩；第一固定机构120和第二固定机构130分别用于固定于扭簧板160的两端，第二固定机构130通过转动向扭簧板160提供扭矩。限位机构传动连接于第一座体115和第一固定机构120，其用于限制第一固定机构120在扭簧板160的反作用力下回转。

具体的，基座110为板状，第一座体115固定设置于其一端，基座110上开设有一个滑槽，滑槽从基座110的另一端向具有第一座体115的一端延伸，并且开口小于其底部。一个滑块112可滑动地设置于滑槽内，第二座体116设置于滑块112上，因此，第一固定机构120和第二固定机构130之间的距离可调，使得该扭簧板扭矩测量装置100可以适应不同长度尺寸的扭簧板160。

进一步的，基座110上设置有定位结构，定位结构用于限制滑块112沿滑槽滑动，当滑块112滑动到合适位置，使得第一固定机构120和第二固定机构130能够固定于扭簧板160的两端后，可以启用定位结构来固定滑块112的位置。具体的，定位结构包括基座110上的定位孔以及与定位孔配合的紧固件114，定位孔贯穿滑槽的侧壁，紧固件114穿过定位孔，与滑块112相连。

具体在本实施例中，定位孔为圆孔，多个定位孔均匀间隔地沿滑槽的长度方向排列，紧固件114为螺栓。滑块112上也设置有孔，螺栓可以通过定位孔伸入到滑块112上的孔，实现定位。在一些实施例中，螺栓可以用定位销来代替。在一些其他实施例中，定位孔也可以是螺孔，滑块112上可以不必设置孔，可以利用螺栓拧入定位孔，再与滑块112抵紧，来起到定位效果。

在本发明其他实施例中，滑槽的截面形状也可以做调整，比如设置为燕尾形、矩形等。

在本实施例中，扭簧板扭矩测量装置100还包括用于支撑第二固定机构130的第三座体117，第二固定机构130与第三座体117转动连接。第三座体117的设置增加了整个扭簧板扭矩测量装置100的稳定性。第二固定机构130贯穿与第二座体116，其一端固定扭簧板160，另一端与扭矩测量仪170固定连接。

在本发明的一种实施例中，第一座体115、第二座体116以及第三座体117均为垂直于基座110的板状结构。扭矩测量仪170通过螺栓等紧固件114固定连接于第二座体116朝向第一座体115的一面。

在本实施例中，第一固定机构120和第二固定机构130均包括四爪卡盘122。四爪卡盘122的背面具有一个与四爪卡盘122同轴设置的轴体124，第一固定机构120和第二固定机构130的四爪卡盘122的轴体124分别贯穿第一座体115和第三座体117，并可相对于对应的座体转动。为了减小转动的阻力以提高测量精度，第一固定机构120通过轴承128与第一座体115转动连接。可选地，第二固定机构130也可以通过轴承与第三座体117转动连接。

在本实施例中，第一固定机构120和第二固定机构130均通过夹持的方式来固定扭簧板160，四爪卡盘122可选用现有市售的四爪卡盘122，四个卡爪通过丝杠调节来完成夹持或松开，两对爪从相互垂直的两个方向夹持扭簧板160，并且可以根据扭簧板160的层数进行调节，使得可以夹持不同厚度的扭簧板160。在本发明的其他实施例中，四爪卡盘122也可以替换成其他类型的夹具，比如仅仅使用两个爪来进行夹持。本实施例中，第一座体115和第三座体117上的两个四爪卡盘122同轴相对设置。

进一步的，限位机构包括棘轮140和棘爪142，棘轮140设置于第一固定机构120，第一固定机构120的转动轴线与棘轮140的中心轴线重合；棘爪142可转动地设置于第一座体115，棘爪142可选择性地抵接棘轮140以限制棘轮140在扭簧板160的反作用力下回转。

具体的，棘轮140位于第一座体115背离第三座体117的一面，棘轮140同轴地套设于四爪卡盘122的轴体124并与轴体124保持固定，使得棘轮140与第一固定机构120的四爪卡盘122同步转动，棘轮140与四爪卡盘122的轴体124可以通过键连接，也可以将棘轮140的中心通孔设计为非圆，这样也可以实现在转动方向上与四爪卡盘122保持固定。

在本发明的一种实施例中，扭簧板扭矩测量装置100还包括与第一固定机构120连接的扭转棒126。扭转棒126可以帮助操作人员较为省力的转动第一固定机构120。在本实施例中，扭转棒126的一端插设于四爪卡盘122的轴体124上的孔结构内，扭转棒126不用时可以卸下。

在本实施例中，棘爪142通过螺栓可转动地固定于第一座体115，棘爪142具有工作位置和闲置位置，在工作位置上时，棘爪142的自由端能够地接在棘轮140的齿上，来限制棘轮140在扭簧板160的反作用力下回转。当棘爪142拨至闲置位置时，可以方便操作人员调整扭转的角度。在一些实施例中，可以在棘爪142和第一座体115之间设置扭簧，来使得棘爪142具有一个从闲置位置向工作位置转动的趋势，来使得操作人员在扭转第一固定机构120后棘爪142能够自动地处于工作位置，而不需要操作人员手动调整棘爪142位置；在扭转角度调大的过程中，由于棘轮140的特性，棘爪142不会干涉棘轮140的转动。为了方便计算转动角度，也可以在棘轮140和第一座体115上设置用于展示转角的刻度。

另外，为了防止扭簧板160在扭矩测试时崩落，对操作人员造成伤害，扭簧板扭矩测量装置100还可以包括套筒150，套筒150为可伸缩的两段式，其在测试时套设于扭簧板160外，防止扭簧板160崩落时弹出，图6为本发明实施例安装套筒150后的示意图。在本发明不同的实施例中，扭矩测量仪170为静态扭矩测量仪，扭矩测量仪170根据其不同类型，扭矩信息的输出方式可以是通过导线连接到显示屏进行显示，也可以是直接在扭矩测量仪170上进行读数。

本实施例还提供一种扭矩测量方法，其使用上述的扭簧板扭矩测量装置100测量扭簧板的扭矩，包括：

步骤S1、将扭簧板的两端分别固定于第一固定机构和第二固定机构。

具体的，可选地将套筒150套设于扭簧板160外，并调整套筒150长度。扭簧板160的两端通过四爪卡盘122紧固。

步骤S2、将第一固定机构转动预设角度。

以本实施例的扭簧板扭矩测量装置100为例，当夹持好扭簧板160后，可以通过转动棒转动第一固定机构120，并记录转动的角度。

步骤S3、利用限位机构限制第一固定机构回转。

以本实施例的扭簧板扭矩测量装置100为例，转动到预设角度后，利用棘爪142和棘轮140的配合防止第一驱动机构在扭簧板160的反作用力下回转。

步骤S4、获取扭矩测量仪所测量出的扭矩。

具体的，可以通过不同间隔时间的读数来测试某一角度下不同时间对扭矩的影响，也可以测试不同扭转角度的扭矩，或者不同层数的扭簧板160对扭矩的影响。

综上所述，本发明实施例的扭簧板扭矩测量装置包括间隔设置的第一座体和第二座体、分别连接于第一座体和第二座体的第一固定机构和第二固定机构以及限位机构。第一固定机构转动连接于第一座体，第二固定机构通过扭矩测量仪连接于的第二座体，扭矩测量仪用于测量第二座体和第二固定机构之间的扭矩；第一固定机构和第二固定机构分别用于固定于扭簧板的两端，第二固定机构通过转动向扭簧板提供扭矩。限位机构传动连接于第一座体和第一固定机构，其用于限制第一固定机构在扭簧板的反作用力下回转。扭簧板在紧固于两个固定机构之间后，转动第一固定机构，并在预设的角度停下，使用限位机构对第一固定机构进行限位，使其保持在该扭转角度，此时可以从扭矩测量仪获取此时扭簧板在该扭转角度下的扭矩，操作简单，结构稳定，并且可以方便地测量扭矩随时间的变化，以对扭簧板的性能进行研究。

本发明实施例的扭矩测量方法利用了上述的扭簧板扭矩测量装置进行测量，因此也具有测量精准、稳定，操作方便等有益效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种扭簧板扭矩测量装置，用于测量扭簧板的扭矩，其特征在于，包括：

第一座体；

与所述第一座体间隔设置的第二座体；

第一固定机构和第二固定机构，所述第一固定机构转动连接于所述第一座体，所述第二固定机构通过扭矩测量仪连接于所述的第二座体，所述扭矩测量仪用于测量所述第二座体和所述第二固定机构之间的扭矩；所述第一固定机构和所述第二固定机构分别用于固定于扭簧板的两端，所述第二固定机构通过转动向所述扭簧板提供扭矩；

限位机构，所述限位机构传动连接于所述第一座体和所述第一固定机构，用于限制所述第一固定机构在所述扭簧板的反作用力下回转，所述限位机构包括棘轮和棘爪，所述棘轮设置于所述第一固定机构，所述第一固定机构的转动轴线与所述棘轮的中心轴线重合；所述棘爪可转动地设置于第一座体，所述棘爪可选择性地抵接所述棘轮以限制所述棘轮在所述扭簧板的反作用力下回转；

所述扭簧板扭矩测量装置还包括基座，所述第一座体和所述第二座体设置于所述基座上；

所述扭簧板扭矩测量装置还包括用于支撑所述第二固定机构的第三座体，所述第二固定机构与所述第三座体转动连接。

2.根据权利要求1所述的扭簧板扭矩测量装置，其特征在于：

所述第一座体与所述基座固定连接，所述第二座体与一个滑块固定连接，所述滑块与所述基座上的一个滑槽滑动配合，使得所述第二座体能够靠近或者远离所述第一座体。

3.根据权利要求2所述的扭簧板扭矩测量装置，其特征在于；

所述基座上设置有定位结构，所述定位结构用于限制所述滑块沿所述滑槽滑动。

4.根据权利要求3所述的扭簧板扭矩测量装置，其特征在于：

所述定位结构包括基座上的定位孔以及与所述定位孔配合的紧固件，所述定位孔贯穿所述滑槽的侧壁，所述紧固件穿过所述定位孔，与所述滑块相连。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的扭簧板扭矩测量装置，其特征在于：

所述扭簧板扭矩测量装置还包括与所述第一固定机构连接的扭转棒。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的扭簧板扭矩测量装置，其特征在于：

所述第一固定机构和所述第二固定机构均包括四爪卡盘。

7.一种扭矩测量方法，其特征在于，其使用权利要求1-6中任一项所述的扭簧板扭矩测量装置测量所述扭簧板的扭矩，包括：

将所述扭簧板的两端分别固定于所述第一固定机构和所述第二固定机构；

将所述第一固定机构转动预设角度；

利用限位机构限制所述第一固定机构回转；

获取所述扭矩测量仪所测量出的扭矩。

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