CN113639905B - 一种中轴力矩传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及传感器领域，更具体的说是一种中轴力矩传感器，包括传感器本体、调整支架、连接机构、抱合环和抱紧圆弧，传感器本体上转动连接有调整支架，调整支架上通过螺纹连接有插钉，传感器本体上设置有多个插孔，插钉可插入插孔内，连接机构设置有两个，其中一个连接机构固定连接在传感器本体的传感轴上，另一个连接机构转动连接在调整支架上，调整支架上的连接机构和传感器本体的传感轴带传动连接，每个连接机构上均连接有两个相互扣合的抱合环，每个抱合环的内侧均卡接有抱紧弧圈，可以快速稳定连接在测量轴上。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域，更具体的说是一种中轴力矩传感器。
背景技术
力矩传感器多用于对电机的力矩进行检测，或者对电机的力矩进行实时监控，扭矩是在旋转动力系统中最频繁涉及到的参数，为了检测旋转扭矩，使用较多的是扭转角相位差式传感器。该传感器是在弹性轴的两端安装着两组齿数、形状及安装角度完全相同的齿轮，在齿轮的外侧各安装着一只接近传感器。当弹性轴旋转时，这两组传感器就可以测量出两组脉冲波，比较这两组脉冲波的前后沿的相位差就可以计算出弹性轴所承受的扭矩量；现有技术中力矩传感器的缺点是无法将快速稳定连接在测量轴上。
发明内容
本发明的目的是提供一种中轴力矩传感器，可以快速稳定连接在测量轴上。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种中轴力矩传感器，包括传感器本体、调整支架、连接机构、抱合环和抱紧圆弧，传感器本体上转动连接有调整支架，调整支架上通过螺纹连接有插钉，传感器本体上设置有多个插孔，插钉可插入插孔内，连接机构设置有两个，其中一个连接机构固定连接在传感器本体的传感轴上，另一个连接机构转动连接在调整支架上，调整支架上的连接机构和传感器本体的传感轴带传动连接，每个连接机构上均连接有两个相互扣合的抱合环，每个抱合环的内侧均卡接有抱紧弧圈；
连接机构包括连接支架、卡环、推动螺杆和定位柱，连接支架上固定连接有卡环，连接支架上通过螺纹连接有两个推动螺杆，两个推动螺杆的内侧均转动连接有定位柱；
抱合环的内侧设置有圆弧槽，抱合环的外侧设置有插槽，两个抱合环之间通过螺钉相互扣合，定位柱可插入对应的圆弧槽内，卡环能够插入两个相互扣合抱合环的内侧；
抱紧弧圈的外侧设置有圆弧凸起，圆弧凸起卡在圆弧槽内，抱紧弧圈的内侧设置有多个倾斜齿；
一种中轴力矩传感器加工装置，包括装置支架、往复机构、切割机构和转动机构，装置支架上连接有往复机构，往复机构上固定连接有切割机构，切割机构滑动连接在转动机构内，转动机构转动连接在装置支架上；
往复机构包括往复电机、往复连杆和往复支架，往复电机固定连接在装置支架上，往复电机的输出轴上固定连接有往复连杆，往复连杆的偏心位置滑动连接在往复支架上，往复支架滑动连接在装置支架上，往复支架上固定连接有切割机构；
切割机构包括切割弧板和切割刀具，切割弧板上转动连接有切割刀具，切割刀具上设置有驱动其进行转动的动力机构Ⅰ，动力机构Ⅰ优选为伺服电机；
转动机构包括转动筒、外弧板和驱动轴，转动筒设置有两个，两个转动筒的内侧均设置有多个切割槽，两个转动筒均转动连接在装置支架上，两个转动筒均和驱动轴传动连接，驱动轴上设置有驱动其进行转动的动力机构Ⅱ，动力机构Ⅱ优选为伺服电机，驱动轴转动连接在装置支架上，两个转动筒之间固定连接有外弧板。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的中轴力矩传感器结构示意图；
图2是本发明的力矩传感器结构示意图；
图3是本发明的调整支架结构示意图；
图4是本发明的连接机构结构示意图；
图5是本发明的抱合环和抱紧圆弧连接结构示意图一；
图6是本发明的抱合环和抱紧圆弧连接结构示意图二；
图7是本发明的抱合环结构示意图；
图8是本发明的抱紧弧圈结构示意图；
图9是本发明的中轴力矩传感器加工装置结构示意图；
图10是本发明的装置支架结构示意图；
图11是本发明的往复机构结构示意图；
图12是本发明的切割机构结构示意图；
图13是本发明的转动机构结构示意图。
图中：传感器本体10；插孔11；调整支架20；插钉21；连接机构30；连接支架31；卡环32；推动螺杆33；定位柱34；抱合环40；圆弧槽41；插槽42；抱紧弧圈50；圆弧凸起51；倾斜齿52；装置支架60；往复机构70；往复电机71；往复连杆72；往复支架73；切割机构80；切割弧板81；切割刀具82；转动机构90；转动筒91；外弧板92；驱动轴93。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
为了解决现有技术中无法将力矩传感器快速稳定连接在测量轴上的技术问题，下面结合图1至13说明如何解决这一技术问题，对一种中轴力矩传感器的结构和原理进行详细说明，一种中轴力矩传感器，包括传感器本体10、调整支架20、连接机构30、抱合环40和抱紧圆弧50，传感器本体10上转动连接有调整支架20，调整支架20上通过螺纹连接有插钉21，传感器本体10上设置有多个插孔11，插钉21可插入插孔11内，连接机构30设置有两个，其中一个连接机构30固定连接在传感器本体10的传感轴上，另一个连接机构30转动连接在调整支架20上，调整支架20上的连接机构30和传感器本体10的传感轴带传动连接，每个连接机构30上均连接有两个相互扣合的抱合环40，每个抱合环40的内侧均卡接有抱紧弧圈50；
连接机构30包括连接支架31、卡环32、推动螺杆33和定位柱34，连接支架31上固定连接有卡环32，连接支架31上通过螺纹连接有两个推动螺杆33，两个推动螺杆33的内侧均转动连接有定位柱34；
抱合环40的内侧设置有圆弧槽41，抱合环40的外侧设置有插槽42，两个抱合环40之间通过螺钉相互扣合，定位柱34可插入对应的圆弧槽41内，卡环32能够插入两个相互扣合抱合环40的内侧；
抱紧弧圈50的外侧设置有圆弧凸起51，圆弧凸起51卡在圆弧槽41内，抱紧弧圈50的内侧设置有多个倾斜齿52；抱紧弧圈50为弹性材料制成，优选为橡胶；
使用时将需要进行测量的轴插入两个抱紧弧圈50，如图6所示，两个抱紧弧圈50的内设置有多个倾斜齿52，多个倾斜齿52均向一个方向进行倾斜，图6中倾斜齿52的倾斜方式为测量轴顺时针转动时多个倾斜齿52的倾斜方向，这里在对测量轴的安装具有一定的安装需求，在进行安装时，先逆时针旋转测量轴，测量轴的外直接略大于多个倾斜齿52内侧端部组成的虚拟圆，逆时针旋转测量轴使得测量轴顺着多个倾斜齿52的倾斜方向插入多个倾斜齿52内，使得多个倾斜齿52受到一定的挤压，而在进行对测量轴进行力矩测试时，测量轴顺时针转动，测量轴逆着多个倾斜齿52的倾斜方向进行转动，进而对多个倾斜齿52进一步的挤压，进一步的使得多个倾斜齿52对测量轴进行挤压，进而使得多个倾斜齿52紧密的抱紧在测量轴上，保证测量轴和传感器之间的紧密连接，采用这种连接方式，不但满足了测量轴的安装和连接需求，还保证了测量轴的安装速度，同时还不需要对测量轴进行加工，保证测量轴的完整；
进一步的，为了进一步的提高测量轴和传感器本体10之间连接的稳定性，如图6和7所示，抱合环40的内侧设置有圆弧槽41，而抱紧弧圈50卡在圆弧槽41内，抱紧弧圈50的外侧设置有圆弧凸起51，对应的圆弧槽41也设置为圆弧凸起51对应的形状，进而当测量轴顺时针转动时，对多个倾斜齿52产生一定的旋转挤压力，多个倾斜齿52有带动抱紧弧圈50进行顺时针转动的趋势，抱紧弧圈50受到圆弧槽41的旋转主力，由于圆弧凸起51的旋转中心和抱紧弧圈50的旋转中心不同，使得圆弧凸起51卡紧在圆弧槽41内，进而圆弧凸起51产生反向的压力传给多个倾斜齿52，多个倾斜齿52对测量轴进一步的抱紧，进一步保证测量轴和传感器本体10连接的稳定性；
进一步的，对连接机构30的安装位置进行说明，如图1所示，连接机构30可以设置有两个，也可以根据使用需求设置有一个，连接机构30可以转动连接在调整支架20上，连接机构30也可以固定连接在传感器本体10的转动轴上，两个连接机构30中的一个用于连接电机的输出轴，电机的输出轴为需要进行测量的轴，另一个连接机构30用于连接负载，当电机的输出轴进行转动时，电机的输出轴带动两个抱紧弧圈50进行转动，抱紧弧圈50带动抱合环40进行转动，抱合环40带动连接机构30进行转动，连接机构30带动传感器本体10的转动轴进行转动，进而完成力矩测量；
进一步的，对调整支架20的功能进行说明，当需要根据不同的使用需求，如需要将不再一个平面上的电机和负载进行连接时，可以通过调整调整支架20的摆动位置完成连接，转动调整支架20，使得调整支架20在传感器本体10上进行转动，调整完成调整支架20的位置后，转动插钉21，插钉21通过螺纹在调整支架20上进行运动，使得插钉21插入插孔11内，完成调整支架20位置的固定，进而完成调整支架20位置的调整；
由于抱紧弧圈50的特别形状，需要设计一个专门对抱紧弧圈50进行加工的装置，下面针对一种中轴力矩传感器加工装置的机构和功能进行详细的说明，一种中轴力矩传感器加工装置，包括装置支架60、往复机构70、切割机构80和转动机构90，装置支架60上连接有往复机构70，往复机构70上固定连接有切割机构80，切割机构80滑动连接在转动机构90内，转动机构90转动连接在装置支架60上；
加工时，预先制作一个橡胶柱，对橡胶柱的偏心位置进行打孔加工，再对打孔完成的橡胶柱进行对半的切割加工，进而形成两个抱紧弧圈50的毛坯，将抱紧弧圈50的毛坯放置在转动机构90上，往复机构70驱动切割机构80进行往复运动，切割机构80往复穿过抱紧弧圈50毛坯，同时配合着转动机构90的间歇转动，在抱紧弧圈50上加工形成多个倾斜齿52；
下面对往复机构70的结构和功能进行详细说明，往复机构70包括往复电机71、往复连杆72和往复支架73，往复电机71固定连接在装置支架60上，往复电机71的输出轴上固定连接有往复连杆72，往复连杆72的的另一端滑动连接在往复支架73上，往复支架73滑动连接在装置支架60上，往复支架73上固定连接有切割机构80；
启动复电机71，复电机71的输出轴带动往复连杆72进行运动，往复连杆72带动往复支架73进行运动，往复支架73在装置支架60上进行滑动，往复支架73带动切割机构80在转动机构90内进行往复运动；
下面对切割机构80的结构和功能进行详细说明，切割机构80包括切割弧板81和切割刀具82，切割弧板81上转动连接有切割刀具82，切割刀具82上设置有驱动其进行转动的动力机构Ⅰ，动力机构Ⅰ优选为伺服电机；
切割时启动动力机构Ⅰ，动力机构Ⅰ可以固定连接在切割弧板81上，动力机构Ⅰ的输出轴带动切割刀具82进行转动，当切割弧板81在两个转动筒91之间进行滑动时，切割刀具82运动到端部的极限位置为穿出转动筒91，但是当切割刀具82运动出转动筒91时，切割弧板81的端部正好运动到外弧板92一侧，切割弧板81还能对抱紧弧圈50进行遮挡，通过两个转动筒91、外弧板92和切割弧板81保证对抱紧弧圈50的支撑，保证抱紧弧圈50的稳定加工；
下面对转动机构90的结构和功能进行详细说明，转动机构90包括转动筒91、外弧板92和驱动轴93，转动筒91设置有两个，两个转动筒91的内侧均设置有多个切割槽，两个转动筒91均转动连接在装置支架60上，两个转动筒91均和驱动轴93传动连接，驱动轴93上设置有驱动其进行转动的动力机构Ⅱ，动力机构Ⅱ优选为伺服电机，驱动轴93转动连接在装置支架60上，两个转动筒91之间固定连接有外弧板92；
当切割弧板81运动出转动筒91时，也就是切割弧板81离开转动筒91的时候，转动筒91在进行转动，
启动动力机构Ⅱ，动力机构Ⅱ可以固定连接在装置支架60上，动力机构Ⅱ带动驱动轴93进行运动，驱动轴93带动两个转动筒91进行转动，两个转动筒91带动外弧板92进行转动，两个转动筒91和外弧板92拖着抱紧弧圈50在切割弧板81上进行转动，如图12所示，切割刀具82外侧的上端面倾斜设置，进而可以对抱紧弧圈50加工形成三角形的槽，如图13所示，两个转动筒91的内侧均设置有多个切割槽，两个转动筒91每次转动一个切割槽的角度，及完成一个切割槽位置的更换，使得切割刀具82再次运动回来时，插入另一个切割槽内，这样切割刀具82往复运动，配合着两个转动筒91的间歇转动，完成抱紧弧圈50的加工。
Claims (1)
1.一种中轴力矩传感器，包括传感器本体(10)和连接在传感器本体(10)上的调整支架(20)，其特征在于：所述传感器本体(10)的传感轴或调整支架(20)上连接有连接机构(30)，连接机构(30)上连接有两个相互扣合的抱合环(40)，两个抱合环(40)的内侧均卡接有抱紧弧圈(50)；
所述抱合环(40)的内侧设置有圆弧槽(41)，抱合环(40)的外侧设置有插槽(42)；
所述抱紧弧圈(50)的外侧设置有圆弧凸起(51)，圆弧凸起(51)卡在圆弧槽(41)内，抱紧弧圈(50)的内侧设置有多个倾斜齿(52)；
所述连接机构(30)包括连接支架(31)以及通过螺纹连接在连接支架(31)上的两个推动螺杆(33)，两个推动螺杆(33)的内侧均转动连接有定位柱(34)，两个定位柱(34)能够插入插槽(42)内；
所述连接支架(31)上设置有用于对两个抱合环(40)进行支撑的卡环(32)；
所述传感器本体(10)上设置有多个插孔(11)，调整支架(20)上通过螺纹连接有插钉(21)，能够插入插孔(11)内；
所述调整支架(20)上连接的连接机构(30)和传感器本体(10)的传感轴之间带传动连接；
该传感器使用一种中轴力矩传感加工装置进行加工，该装置包括装置支架(60)以及连接在装置支架(60)上的往复机构(70)，往复机构(70)上固定连接有切割机构(80)，切割机构(80)滑动连接在转动机构(90)内，转动机构(90)转动连接在装置支架(60)上；
所述往复机构(70)包括往复电机(71)、往复连杆(72)和往复支架(73)，往复电机(71)固定连接在装置支架(60)上，往复电机(71)的输出轴上固定连接有往复连杆(72)，往复连杆(72)的偏心位置滑动连接在往复支架(73)上，往复支架(73)滑动连接在装置支架(60)上，往复支架(73)上固定连接有切割机构(80)；
所述切割机构(80)包括切割弧板(81)和切割刀具(82)，切割弧板(81)上转动连接有切割刀具(82)；
转动机构(90)包括转动筒(91)、外弧板(92)和驱动轴(93)，转动筒(91)设置有两个，两个转动筒(91)的内侧均设置有多个切割槽，两个转动筒(91)均转动连接在装置支架(60)上，两个转动筒(91)均和驱动轴(93)传动连接，驱动轴(93)转动连接在装置支架(60)上，两个转动筒(91)之间固定连接有外弧板(92)；
加工时，预先制作一个橡胶柱，对橡胶柱的偏心位置进行打孔加工，再对打孔完成的橡胶柱进行对半的切割加工，进而形成两个抱紧弧圈(50)的毛坯，将抱紧弧圈(50)的毛坯放置在转动机构(90)上，往复机构(70)驱动切割机构(80)进行往复运动，切割机构(80)往复穿过抱紧弧圈(50)毛坯，同时配合着转动机构(90)的间歇转动，在抱紧弧圈(50)上加工形成多个倾斜齿(52)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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