CN111273053A - 用于电机的转速测量装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于电机的转速测量装置，属于转速测量领域。所述转速测量装置包括传动组件和测试组件，传动组件包括旋转圆盘和测量轴，测量轴同轴固定在旋转圆盘的一板面上，测试组件包括壳体、第一极板、弹性件、第二极板和两个第一接线柱，壳体固定安装在旋转圆盘的另一板面上，壳体内设置有空腔，空腔内充满电阻液，第一极板固定安装在壳体的内壁上，第二极板通过弹性件和第一极板连接在一起，两个第一接线柱均密封插装在壳体上。本公开提供的装置通过将电机的转速转换为第二极板与第一极板之间的阻值，从而通过强电来测量第二极板与第一极板之间的电阻就可以对应测量出电机的转速。

Description

用于电机的转速测量装置

技术领域

本公开属于转速测量领域，特别涉及一种用于电机的转速测量装置。

背景技术

电机转速能反映出电机性能是否优良，因此通常通过测量电机的转速以确定电机的性能。

相关技术中，对电机转速的测量通常采用编码器，具体是利用编码器的光电编码信号将电机的旋转角速度转换为弱电流、弱电压或是数字电信号等弱电信号。由于弱电信号与电机的旋转角速度呈相关性，从而通过测量弱电信号即可实现对电机转速的测量。

然而，上述弱电信号易受外界的强电磁干扰，使得弱电信号丢失或错码，导致测量失效。

发明内容

本公开实施例提供了一种用于电机的转速测量装置，可将电机的转速转换为电阻信号，从而不会受外界的强电磁干扰。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种用于电机的转速测量装置，所述转速测量装置包括传动组件和测试组件；

所述传动组件包括旋转圆盘和用于连接电机的输出轴的测量轴，所述测量轴同轴固定在所述旋转圆盘的一板面上；

所述测试组件包括壳体、第一极板、弹性件、第二极板和两个第一接线柱，所述壳体固定安装在所述旋转圆盘的另一板面上，所述壳体内设置有空腔，所述空腔内充满电阻液，所述第一极板固定安装在所述壳体的内壁上，所述第二极板通过所述弹性件和所述第一极板连接在一起，且所述第一极板和所述第二极板平行布置，所述第二极板的移动方向位于所述第一极板和所述旋转圆盘的圆心之间的连线上，两个所述第一接线柱均密封插装在所述壳体上，一个所述第一接线柱穿过所述壳体与所述第一极板电连接，另一个所述第一接线柱穿过所述壳体与所述第二极板电连接。

可选地，所述第二极板背离所述弹性件的板面设置有加重块。

可选地，所述装置还包括外壳，所述外壳可拆卸地布置在所述电机的电机外壳上，所述外壳罩设在所述旋转圆盘外，且所述旋转圆盘可转动的插装在所述外壳的内壁上。

可选地，所述旋转圆盘的另一端面上垂直固定有立杆，且所述立杆与所述旋转圆盘不同轴，所述立杆上间隔布置有两个电刷，各所述电刷和各所述第一接线柱一一对应，且各所述电刷与相应的所述第一接线柱电连接，所述外壳的内壁上设置有两个与两个所述电刷一一对应的滑环，两个所述滑环均和所述旋转圆盘同轴布置，且两个所述滑环分别与各自相对应的所述电刷滑动配合。

可选地，所述外壳的内壁上插装有固定杆，所述固定杆与所述测量轴同轴布置，两个所述滑环间隔地固定套装在所述固定杆上。

可选地，所述外壳上设置有两个第二接线柱，各所述第二接线柱与各所述滑环一一对应，且各所述第二接线柱与相对应的所述滑环电连接。

可选地，所述旋转圆盘的外边缘套设有旋转轴承，所述旋转轴承夹装在所述旋转圆盘和所述外壳的内壁之间。

可选地，所述外壳的底部套设有外凸缘，所述外凸缘上周向设置有多个螺纹孔，各所述螺纹孔中均插装有一个用于与所述电机外壳连接的螺栓。

可选地，所述壳体的内壁设置有密封层。

可选地，所述测量轴的外壁上设置有用于连接所述输出轴的连接键。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本公开实施例提供的用于电机的转速测量装置，在对电机转速进行测量时，将测量轴与电机的输出轴连接，从而使得电机在工作时可以一同带动旋转圆盘转动。而壳体布置在旋转圆盘上，则使得电机可以带动壳体转动，那么壳体中的第二极板的转速将与电机的转速相同，从而将测量电机的转速转换为测量壳体中第二极板的转速。由于弹性件连接第一极板和第二极板之间，且第一极板、弹性件和第二极板均布置在电阻液中，使得第一极板和第二极板之间的阻值与第一极板和第二极板的间距呈相关性。当电机未转动时，弹性件无作用力，第一极板与第二极板之间的间距一定，此时第一极板与第二极板之间阻值为定值。当电机开始转动时，处于自由状态的第二极板所受的离心力，会随着电机的转速提高而增大，直至第二极板在离心力的作用下，克服弹性件的弹力而相对于第一极板移动，使得第二极板与第一极板之间的间距发生改变。由于第一极板和第二极板之间的阻值与第一极板和第二极板的间距呈相关性，所以能够建立第一极板和第二极板之间的阻值，与电机转速之间的关系。那么，通过两个第一接线柱测量第一极板和第二极板之间的阻值，即可得到电机的转速。

也就是说，本公开将电机的转速和第二极板、第一极板之间的电阻建立系数转化的联系，从而通过强电来测量第二极板与第一极板之间的电阻就可以对应测量出电机的转速，避免了弱电信号易受外界的强电磁干扰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。

图1是本公开实施例提供的一种用于电机的转速测量装置的剖视图；

图2是本公开实施例提供的测试组件的结构示意图；

图3是图1的A-A向剖视图；

图4是本公开实施例提供的测量轴的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的电机的剖视图；

图6是本公开实施例提供的装置的装配示意图。

图中各符号表示含义如下：

1、传动组件；11、旋转圆盘；111、立杆；1111、电刷；112、旋转轴承；12、测量轴；121、连接键；2、测试组件；21、壳体；211、空腔；212、电阻液；213、密封层；22、第一极板；23、弹性件；24、第二极板；241、加重块；25、第一接线柱；3、外壳；31、滑环；32、凸台；321、固定杆；33、第二接线柱；34、外凸缘；341、螺纹孔；342、螺栓；35、盖板；100、电机；110、输出轴；120、电机外壳。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种用于电机的转速测量装置的剖视图，如图1所示，转速测量装置包括传动组件1和测试组件2。

传动组件1包括旋转圆盘11和用于连接电机100的输出轴110的测量轴12，测量轴12同轴固定在旋转圆盘11的一板面上。

图2是本公开实施例提供的测试组件的结构示意图，如图2所示，测试组件2包括壳体21、第一极板22、弹性件23、第二极板24和两个第一接线柱25，壳体21固定安装在旋转圆盘11的另一板面上，壳体21内设置有空腔211，空腔211内充满电阻液212，第一极板22固定安装在壳体21的内壁上，第二极板24通过弹性件23和第一极板22连接在一起，且第一极板22和第二极板24平行布置，第二极板24的移动方向位于第一极板22和旋转圆盘11的圆心之间的连线上，两个第一接线柱25均密封插装在壳体21上，一个第一接线柱25穿过壳体21与第一极板22电连接，另一个第一接线柱25穿过壳体21与第二极板24电连接。

通过本公开实施例提供的用于电机的转速测量装置，在对电机100转速进行测量时，将测量轴12与电机100的输出轴110连接，从而使得电机100在工作时可以一同带动旋转圆盘11转动。而壳体21布置在旋转圆盘11上，则使得电机100可以带动壳体21转动，那么壳体21中的第二极板24的转速将与电机的转速相同，从而将测量电机100的转速转换为测量壳体21中第二极板24的转速。由于弹性件23连接第一极板22和第二极板24之间，且第一极板22、弹性件23和第二极板24均布置在电阻液212中，使得第一极板22和第二极板24之间的阻值与第一极板22和第二极板24的间距呈相关性。当电机100未转动时，弹性件23无作用力，第一极板22与第二极板24之间的间距一定，此时第一极板22与第二极板24之间阻值为定值。当电机开始转动时，处于自由状态的第二极板24所受的离心力，会随着电机的转速提高而增大，直至第二极板24在离心力的作用下，克服弹性件23的弹力而相对于第一极板22移动，使得第二极板24与第一极板22之间的间距发生改变。由于第一极板22和第二极板24之间的阻值与第一极板22和第二极板24的间距呈相关性，所以能够建立第一极板22和第二极板24之间的阻值，与电机转速之间的关系。那么，通过两个第一接线柱25测量第一极板22和第二极板24之间的阻值，即可得到电机的转速。

也就是说，本公开通过电机100转动带动第二极板24转动，可以将电机100的转速和第二极板24、第一极板22之间的电阻建立系数转化的联系，从而通过强电来测量第二极板24与第一极板22之间的电阻就可以对应测量出电机100的转速，避免了弱电信号易受外界的强电磁干扰的问题。并且，转速测量装置结构简单，使用方便。

在本实施例的一种实现方式中，当第二极板24位于第一极板22和旋转圆盘11的圆心之间时，随着电机的转动，第二极板24会向靠近第一极板22的方向移动，且电机的转动速度越大，第一极板22和第二极板24的间距就越小，此时第一极板22和第二极板24的之间的阻值就越小，从而可以建立第一极板22和第二极板24之间的阻值，与电机转速之间的关系。

在本实施例的另一种实现方式中，当第一极板22位于第二极板24和旋转圆盘11的圆心之间时，随着电机的转动，第二极板24会向远离第一极板22的方向移动，且电机的转动速度越大，第一极板22和第二极板24的间距就越大，此时第一极板22和第二极板24的之间的阻值就越大，从而同样可以建立第一极板22和第二极板24之间的阻值，与电机转速之间的关系。

需要说明的是，旋转圆盘11在转动时，第二极板24会受到离心力，且离心力的方向与第二极板24与旋转圆盘11的圆心之间的连线共线，那么在离心力的作用下，也就会使得第二极板24的移动方向位于第一极板22和旋转圆盘11的圆心之间的连线上。

示例性地，弹性件23可以为尼龙弹簧，尼龙弹簧的一端与第一极板22连接，尼龙弹簧的另一端与第二极板24连接。

继续参见图2，第二极板24背离弹性件23的板面设置有加重块241。

在上述实施方式中，加重块241可增大第二极板24的质量，也就增大了第二极板24转动时受到的离心力，从而增大了第二极板24相对第一极板22的移动距离，使得第一极板22和第二极板24阻值变化更明显，进而使得测量更加准确。

需要说明的是，壳体21、弹性件23和加重块241均为非导电结构件，例如：尼龙，从而起到绝缘的作用。第一极板22和第二极板24均采用导电金属材质，例如：铜，从而起到导电的作用。

可选地，壳体21的内壁设置有密封层213。

在上述实施方式中，密封层213起到防止电阻液212泄露的作用。

示例性地，密封层213可以为密封垫片。

示例性地，壳体21为长条形结构件，且壳体21的轴线经过旋转圆盘11的圆心。

示例性地，电阻液212可以为氢氧化钠溶液。

再次参见图1，在本实施例中，装置还包括外壳3，外壳3可拆卸地布置在电机100的电机外壳120上，外壳3罩设在旋转圆盘11外，且旋转圆盘11可转动的插装在外壳3的内壁上。

在上述实施方式中，一方面，外壳3起到保护旋转圆盘11和壳体21的作用，另一方面，外壳3便于后续滑环31的布置。

示例性地，外壳3为筒体结构件，且外壳3的顶端通过盖板35同轴密封。

需要说明的是，外壳3安装在电机外壳120上，且电机100工作时，外壳3与电机外壳120均不转动。

可选地，旋转圆盘11的另一端面上垂直固定有立杆111，且立杆111与旋转圆盘11不同轴，立杆111上间隔布置有两个电刷1111，各电刷1111和各第一接线柱25一一对应，且各电刷1111与相应的第一接线柱25电连接，外壳3的内壁上设置有两个与两个电刷1111一一对应的滑环31，两个滑环31均和旋转圆盘11同轴布置，且两个滑环31分别与各自相对应的电刷1111滑动配合。

在上述实施方式中，电刷1111绕滑环31外边缘转动，且相互接触，使得电刷1111和滑环31可以实现将电信号由转动的电刷1111传递到固定的滑环31上。

示例性地，滑环31为铜环，电刷1111为碳块，两者均导电。

继续参见图1，外壳3的内壁上插装有固定杆321，固定杆321与测量轴12同轴布置，两个滑环31间隔地固定套装在固定杆321上。

在上述实施方式中，固定杆321便于滑环31在外壳3上的安装。

示例性地，固定杆321可以通过螺纹连接的方式插装在外壳3的内壁上。

示例性地，外壳3的盖板35的底面设置有凸台32，凸台32与旋转圆盘11同轴布置，固定杆321的顶端插装在凸台32上。

在上述实施方式中，凸台32便于固定杆321的布置。

示例性地，凸台32为柱状结构件，凸台32的顶端与外壳3的内壁固定连接。

可选地，外壳3上设置有两个第二接线柱33，各第二接线柱33与各滑环31一一对应，且各第二接线柱33与相对应的滑环31电连接。

在上述实施方式中，第二接线柱33布置在外壳3上，而外壳3不发生转动，从而通过布置第二接线柱33，也就便于实现对第一极板22和第二极板24之间阻值的测量。

示例性地，在对电机100转速进行测量时，将电阻测试仪的两个连接柱分别与两个第二接线柱33连接，而两个第二接线柱33分别依次与相对应的滑环31、电刷1111、第一接线柱25电连接，又由于两个第一接线柱25分别与第一极板22、第二极板24电连接，从而可以形成闭合回路，进而可以通过电阻测试仪实现对第一极板22和第二极板24之间电阻的测量。

图3是图1的A-A向剖视图，如图3所示，旋转圆盘11的外边缘套设有旋转轴承112，旋转轴承112夹装在旋转圆盘11和外壳3的内壁之间。

在上述实施方式中，旋转轴承112便于旋转圆盘11的转动，减少旋转圆盘11与外壳3之间的摩擦力。

示例性地，旋转轴承112的内圈固定安装在旋转圆盘11的外边缘上，旋转轴承112的外圈固定安装在外壳3的内壁上。

需要说明的是，外壳3、旋转圆盘11和旋转轴承112均为金属结构件，例如：钢铁，从而增大转动时的结构强度。

可选地，外壳3的底部套设有外凸缘34，外凸缘34上周向设置有多个螺纹孔341，各螺纹孔341中均插装有一个用于与电机外壳120连接的螺栓342。

在上述实施方式中，通过在外凸缘34布置螺栓342，从而实现外壳3与电机外壳120的可拆卸连接，便于装置的拆装和维修。

图4是本公开实施例提供的测量轴的结构示意图，如图4所示，测量轴12的外壁上设置有用于连接输出轴110的连接键121。

在上述实施方式中，连接键121可实现测量轴12与电机100的输出轴110(见图5)的键连接。也就是说，电机100的输出轴110可以通过连接键121带动装置的测量轴12转动。

以下结合图6简要说明装置的工作过程：

首先，将测量轴12与电机100的输出轴110键连接，并将外壳3通过螺栓342连接在电机外壳120上。然后，测量电机100未转动时第一极板22与第二极板24之间的第一阻值。最后，开启电机100转动，利用测量机构测量第一极板22与第二极板24之间的第二阻值，比较第一阻值和第二阻值，并经系数转换即可实现对电机100转速的测量。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电机的转速测量装置，其特征在于，所述转速测量装置包括传动组件(1)和测试组件(2)；

所述传动组件(1)包括旋转圆盘(11)和用于连接电机(100)的输出轴(110)的测量轴(12)，所述测量轴(12)同轴固定在所述旋转圆盘(11)的一板面上；

所述测试组件(2)包括壳体(21)、第一极板(22)、弹性件(23)、第二极板(24)和两个第一接线柱(25)，所述壳体(21)固定安装在所述旋转圆盘(11)的另一板面上，所述壳体(21)内设置有空腔(211)，所述空腔(211)内充满电阻液(212)，所述第一极板(22)固定安装在所述壳体(21)的内壁上，所述第二极板(24)通过所述弹性件(23)和所述第一极板(22)连接在一起，且所述第一极板(22)和所述第二极板(24)平行布置，所述第二极板(24)的移动方向位于所述第一极板(22)和所述旋转圆盘(11)的圆心之间的连线上，两个所述第一接线柱(25)均密封插装在所述壳体(21)上，一个所述第一接线柱(25)穿过所述壳体(21)与所述第一极板(22)电连接，另一个所述第一接线柱(25)穿过所述壳体(21)与所述第二极板(24)电连接。

2.根据权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述第二极板(24)背离所述弹性件(23)的板面设置有加重块(241)。

3.根据权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述装置还包括外壳(3)，所述外壳(3)可拆卸地布置在所述电机(100)的电机外壳(120)上，所述外壳(3)罩设在所述旋转圆盘(11)外，且所述旋转圆盘(11)可转动的插装在所述外壳(3)的内壁上。

4.根据权利要求3所述的转速测量装置，其特征在于，所述旋转圆盘(11)的另一端面上垂直固定有立杆(111)，且所述立杆(111)与所述旋转圆盘(11)不同轴，所述立杆(111)上间隔布置有两个电刷(1111)，各所述电刷(1111)和各所述第一接线柱(25)一一对应，且各所述电刷(1111)与相应的所述第一接线柱(25)电连接，所述外壳(3)的内壁上设置有两个与两个所述电刷(1111)一一对应的滑环(31)，两个所述滑环(31)均和所述旋转圆盘(11)同轴布置，且两个所述滑环(31)分别与各自相对应的所述电刷(1111)滑动配合。

5.根据权利要求4所述的转速测量装置，其特征在于，所述外壳(3)的内壁上插装有固定杆(321)，所述固定杆(321)与所述测量轴(12)同轴布置，两个所述滑环(31)间隔地固定套装在所述固定杆(321)上。

6.根据权利要求4所述的转速测量装置，其特征在于，所述外壳(3)上设置有两个第二接线柱(33)，各所述第二接线柱(33)与各所述滑环(31)一一对应，且各所述第二接线柱(33)与相对应的所述滑环(31)电连接。

7.根据权利要求3所述的转速测量装置，其特征在于，所述旋转圆盘(11)的外边缘套设有旋转轴承(112)，所述旋转轴承(112)夹装在所述旋转圆盘(11)和所述外壳(3)的内壁之间。

8.根据权利要求3所述的转速测量装置，其特征在于，所述外壳(3)的底部套设有外凸缘(34)，所述外凸缘(34)上周向设置有多个螺纹孔(341)，各所述螺纹孔(341)中均插装有一个用于与所述电机外壳(120)连接的螺栓(342)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的转速测量装置，其特征在于，所述壳体(21)的内壁设置有密封层(213)。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的转速测量装置，其特征在于，所述测量轴(12)的外壁上设置有用于连接所述输出轴(110)的连接键(121)。

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