CN114088267B - 一种旋转轴扭矩测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量装置领域，具体涉及一种旋转轴扭矩测量装置，包括支撑组件和检测组件，支撑组件包括底座、支撑架、夹紧器、滑动板和扭力发生器，支撑架与底座固定连接，夹紧器设置在支撑架的一侧，在对旋转轴进行测试时通过夹紧器将旋转轴夹紧，滑动板与底座滑动连接，根据旋转轴的长度可以滑动调整滑动板的位置，扭力发生器设置在滑动板上，滑动板调整到位后，通过扭力发生器将旋转轴夹紧，然后通过扭力发生器旋转可以带动旋转轴扭转以产生扭矩，将检测组件贴到旋转轴上需要测量的位置就可以对扭矩进行测量，从而可以适应各种不同尺寸长度的旋转轴进行检测，提高检测效率。

Description

一种旋转轴扭矩测量装置

技术领域

本发明涉及测量装置领域，尤其涉及一种旋转轴扭矩测量装置。

背景技术

扭矩是旋转动力机械的重要工作参数，而扭矩测量已成为机械量测量中一个重要的组成部分。扭矩可分为两大类，静态扭矩和动态扭矩。由于动力输入时存在着加速度，动态扭矩的测量回转体一般会产生相对运动，所以在整体设计上对引线、信号处理及机械连接方式要求较高。

传统的方法是把安装回转体的转轴截断，再由一个扭矩传感器把两个截断的转轴连接在一起，通过该扭矩传感器测量回转体传递到转轴扭矩，或测量转轴传递到回转体的扭矩，这种方法测量可靠，但是操作繁琐。

现有存在贴应变片进行检测的装置，但是这种装置在夹持不同尺寸的旋转轴时操作复杂，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转轴扭矩测量装置，旨在可以更快地对各种不同尺寸的旋转轴进行测量，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种旋转轴扭矩测量装置，包括支撑组件和检测组件，所述支撑组件包括底座、支撑架、夹紧器、滑动板和扭力发生器，所述支撑架与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述夹紧器设置在所述支撑架的一侧，所述滑动板与所述底座滑动连接，并位于所述夹紧器的一侧，所述扭力发生器设置在所述滑动板上，所述检测组件滑动设置在所述底座的一侧。

其中，所述夹紧器包括支撑杆、多个夹板、滑环、控制环、第一齿轮、第二齿轮和转动电机，所述支撑杆与所述支撑架固定连接，并位于所述支撑架的一侧，多个所述夹板与所述支撑杆转动连接，并位于所述支撑杆的四周，所述滑环与所述支撑杆滑动连接，并位于所述夹板的一侧，所述第一齿轮与所述支撑杆转动连接，所述控制环与所述支撑杆螺纹连接，并与所述第一齿轮滑动连接，所述第二齿轮与所述支撑架转动连接，并与所述第一齿轮啮合，所述转动电机的输出轴与所述第二齿轮连接。

其中，所述滑环包括环体和多个转块，多个所述转块与所述环体转动连接，多个所述转块与多个所述夹板对应设置。

其中，所述滑环还包括摩擦环，所述摩擦环与所述环体固定连接，并位于所述环体靠近所述控制环的一侧。

其中，所述滑动板包括板体和锁紧杆，所述板体与所述底座滑动连接，并位于所述底座的一侧，所述锁紧杆与所述板体螺纹连接，并位于所述板体的一侧。

其中，所述滑动板还包括定位弹簧，所述定位弹簧设置在所述板体和所述底座之间。

其中，所述扭力发生器包括两个锁紧板、螺杆电机、支撑板和扭力电机，所述扭力电机固定在所述板体上，所述支撑板与所述扭力电机的输出轴固定连接，两个所述锁紧板与所述支撑板滑动连接，并位于所述支撑板的一侧，所述螺杆电机的螺杆具有两段相反的螺纹，所述螺杆电机固定在支撑板上，螺杆与两个所述锁紧板螺纹连接。

本发明的一种旋转轴扭矩测量装置，所述支撑架与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，通过所述底座对所述支撑架进行支撑，所述夹紧器设置在所述支撑架的一侧，在对旋转轴进行测试时通过所述夹紧器将旋转轴夹紧，所述滑动板与所述底座滑动连接，并位于所述夹紧器的一侧，根据旋转轴的长度可以滑动调整所述滑动板的位置，所述扭力发生器设置在所述滑动板上，所述滑动板调整到位后，通过所述扭力发生器将旋转轴夹紧，然后通过所述扭力发生器旋转可以带动旋转轴扭转以产生扭矩，所述检测组件滑动设置在所述底座的一侧，将所述检测组件贴到旋转轴上需要测量的位置就可以对扭矩进行测量，所述检测组件主要由应变片组桥构成，从而可以适应各种不同尺寸长度的旋转轴进行检测，同时无需将旋转轴破坏，可以提高检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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是本发明的一种旋转轴扭矩测量装置的结构图。

图2是本发明的一种旋转轴扭矩测量装置的左侧结构图。

图3是本发明的一种旋转轴扭矩测量装置的剖面示意图。

图4是图3细节A的局部放大图。

图5是本发明的扭矩侦测集成电路的结构图。

1-支撑组件、2-检测组件、11-底座、12-支撑架、13-夹紧器、14-滑动板、21-检测架、22-扭矩侦测集成电路、23-供电器、15-扭力发生器、131-支撑杆、132-夹板、133-滑环、134-控制环、135-第一齿轮、136-第二齿轮、137-转动电机、141-板体、142-锁紧杆、143-定位弹簧、151-锁紧板、152-螺杆电机、153-支撑板、154-扭力电机、221-应变片组桥、222-电能接收线圈、223-扭矩处理单元、224-传输单元、231-供电线圈、232-转板、233-移动板、234-滑动螺杆、1331-环体、1332-转块、1333-摩擦环。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参照附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1～图5，本发明提供一种旋转轴扭矩测量装置：

包括支撑组件1和检测组件2，所述支撑组件1包括底座11、支撑架12、夹紧器13、滑动板14和扭力发生器15，所述支撑架12与所述底座11固定连接，并位于所述底座11的一侧，所述夹紧器13设置在所述支撑架12的一侧，所述滑动板14与所述底座11滑动连接，并位于所述夹紧器13的一侧，所述扭力发生器15设置在所述滑动板14上，所述检测组件2滑动设置在所述底座11的一侧。

在本实施方式中，所述支撑架12与所述底座11固定连接，并位于所述底座11的一侧，通过所述底座11对所述支撑架12进行支撑，所述夹紧器13设置在所述支撑架12的一侧，在对旋转轴进行测试时通过所述夹紧器13将旋转轴夹紧，所述滑动板14与所述底座11滑动连接，并位于所述夹紧器13的一侧，根据旋转轴的长度可以滑动调整所述滑动板14的位置，所述扭力发生器15设置在所述滑动板14上，所述滑动板14调整到位后，通过所述扭力发生器15将旋转轴夹紧，然后通过所述扭力发生器15旋转可以带动旋转轴扭转以产生扭矩，所述检测组件2滑动设置在所述底座11的一侧，将所述检测组件2贴到旋转轴上需要测量的位置就可以对扭矩进行测量，所述检测组件2主要由应变片组桥221构成，从而可以适应各种不同尺寸长度的旋转轴进行检测，同时无需将旋转轴破坏，可以提高检测效率。

进一步的，所述夹紧器13包括支撑杆131、多个夹板132、滑环133、控制环134、第一齿轮135、第二齿轮136和转动电机137，所述支撑杆131与所述支撑架12固定连接，并位于所述支撑架12的一侧，多个所述夹板132与所述支撑杆131转动连接，并位于所述支撑杆131的四周，所述滑环133与所述支撑杆131滑动连接，并位于所述夹板132的一侧，所述第一齿轮135与所述支撑杆131转动连接，所述控制环134与所述支撑杆131螺纹连接，并与所述第一齿轮135滑动连接，所述第二齿轮136与所述支撑架12转动连接，并与所述第一齿轮135啮合，所述转动电机137的输出轴与所述第二齿轮136连接。

在本实施方式中，所述支撑杆131对多个所述夹板132进行支撑，使得所述夹板132可以相对所述支撑杆131转动，移动所述滑环可以下压所述夹板132收拢，从而可以将旋转轴夹紧，所述滑环的具体移动方式为：启动所述转动电机137带动所述第二齿轮136转动，所述第二齿轮136带动所述第一齿轮135转动，所述控制环134与所述支撑杆131螺纹连接，并与所述第一齿轮135滑动连接，因此可以通过第一齿轮带动控制环转动，同时控制环可以相对第一齿轮轴向滑动，同时由于所述控制环134与所述支撑杆131螺纹连接，因此可以带动所述控制环134靠近所述滑环从而推动滑环133移动而将旋转轴夹紧。

进一步的，所述滑环133包括环体1331和多个转块1332，多个所述转块1332与所述环体1331转动连接，多个所述转块1332与多个所述夹板132对应设置；所述滑环133还包括摩擦环1333，所述摩擦环1333与所述环体1331固定连接，并位于所述环体1331靠近所述控制环134的一侧。

在本实施方式中，在所述环体1331上设置多个所述转块1332可以使得所述环体1331在推动所述转板232时，通过所述转块1332和所述转板232接触以增加接触面积，使得推动更加方便，所述摩擦环1333用于在旋转轴夹紧后，与所述控制环134保持紧密接触以防止滑动。

进一步的，所述滑动板14包括板体141和锁紧杆142，所述板体141与所述底座11滑动连接，并位于所述底座11的一侧，所述锁紧杆142与所述板体141螺纹连接，并位于所述板体141的一侧；所述滑动板14还包括定位弹簧143，所述定位弹簧143设置在所述板体141和所述底座11之间。

在本实施方式中，所述板体141可以在所述底座11上移动，然后通过转动所述锁紧杆142和地面接触以保持所述板体141的稳定，所述定位弹簧143便于将板体141靠近旋转轴进行定位。

进一步的，所述扭力发生器15包括两个锁紧板151、螺杆电机152、支撑板153和扭力电机154，所述扭力电机154固定在所述板体141上，所述支撑板153与所述扭力电机154的输出轴固定连接，两个所述锁紧板151与所述支撑板153滑动连接，并位于所述支撑板153的一侧，所述螺杆电机152的螺杆具有两段相反的螺纹，所述螺杆电机152固定在支撑板153上，螺杆与两个所述锁紧板151螺纹连接。

在本实施方式中，在所述板体141对旋转轴定位后，驱动所述螺杆电机152带动两个所述锁紧板151转动，由于所述螺杆电机152的螺杆具有两段相反的螺纹，因此可以带动两个所述锁紧板151靠近将旋转轴夹紧，然后转动所述扭力电机154可以进行旋转施加扭矩。

进一步的，所述检测组件2包括检测架21、扭矩侦测集成电路22和供电器23，所述检测架21滑动设置在所述底座11的一侧，所述扭矩侦测集成电路22与所述检测架21可拆卸连接，所述供电器23设置在所述检测架21的一侧。

在本实施方式中，所述检测架21可以在所述底座11上滑动以调整对旋转轴的检测位置，所述扭矩侦测集成电路22可以贴合到旋转轴上对应变力进检测，所述供电器23用于对所述扭矩侦测集成电路22供电。

进一步的，所述扭矩侦测集成电路22包括应变片组桥221、电能接收线圈222、扭矩处理单元223和传输单元224，所述应变片组桥221与所述扭矩处理单元223连接，所述电能接收线圈222与所述扭矩处理单元223连接，所述传输单元224与所述扭矩处理单元223连接。

在本实施方式中，所述应变片组桥用于贴到旋转轴上需要测量扭矩的位置，通过所述电能接收线圈222可以以无线充电的方式接收所述供电器23产生的电流，所述扭矩处理单元223可以对收集到的信号进行处理，最后通过所述传输单元224传输到上位机进行处理和收集，使得检测更加方便，在被测轴的扭矩测量段上直接贴应变片组桥，不需要被测轴做任何改变。可轻松实现单通道或多通道扭矩侦测，通过低功耗的蓝牙传输方式，将实时侦测的扭矩值传给数据接收PCB，再由数据接收PCB通过RS232或RS485将数据传给上端接收控制器使用。

进一步的，所述供电器23包括供电线圈231、转板232、移动板233和滑动螺杆234，所述移动板233与所述检测架21滑动连接，所述转板232与所述移动板233转动连接，并位于所述移动板233的一侧，所述供电线圈231设置在所述转板232上，所述滑动螺杆234与所述移动板233螺纹连接，并与所述检测架21转动连接。

在本实施方式中，可以转动所述滑动螺杆234带动所述移动板233在所述检测架21上滑动以调整位置，所述转板232可以相对所述移动板233转动以调整所述供电线圈231的位置，使得可以更好地无线供电，通过无线非接触式传输方式，给旋转轴的扭矩侦测集成电路提供连续稳定可靠的低压直流电源。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种旋转轴扭矩测量装置，其特征在于，

包括支撑组件和检测组件，所述支撑组件包括底座、支撑架、夹紧器、滑动板和扭力发生器，所述支撑架与所述底座固定连接，并位于所述底座的一侧，所述夹紧器设置在所述支撑架的一侧，所述滑动板与所述底座滑动连接，并位于所述夹紧器的一侧，所述扭力发生器设置在所述滑动板上，所述检测组件滑动设置在所述底座的一侧；

所述夹紧器包括支撑杆、多个夹板、滑环、控制环、第一齿轮、第二齿轮和转动电机，所述支撑杆与所述支撑架固定连接，并位于所述支撑架的一侧，多个所述夹板与所述支撑杆转动连接，并位于所述支撑杆的四周，所述滑环与所述支撑杆滑动连接，并位于所述夹板的一侧，所述第一齿轮与所述支撑杆转动连接，所述控制环与所述支撑杆螺纹连接，并与所述第一齿轮滑动连接，所述第二齿轮与所述支撑架转动连接，并与所述第一齿轮啮合，所述转动电机的输出轴与所述第二齿轮连接。

2.如权利要求1所述的一种旋转轴扭矩测量装置，其特征在于，

所述滑环包括环体和多个转块，多个所述转块与所述环体转动连接，多个所述转块与多个所述夹板对应设置。

3.如权利要求2所述的一种旋转轴扭矩测量装置，其特征在于，

所述滑环还包括摩擦环，所述摩擦环与所述环体固定连接，并位于所述环体靠近所述控制环的一侧。

4.如权利要求1所述的一种旋转轴扭矩测量装置，其特征在于，

所述滑动板包括板体和锁紧杆，所述板体与所述底座滑动连接，并位于所述底座的一侧，所述锁紧杆与所述板体螺纹连接，并位于所述板体的一侧。

5.如权利要求4所述的一种旋转轴扭矩测量装置，其特征在于，

所述滑动板还包括定位弹簧，所述定位弹簧设置在所述板体和所述底座之间。

6.如权利要求5所述的一种旋转轴扭矩测量装置，其特征在于，

所述扭力发生器包括两个锁紧板、螺杆电机、支撑板和扭力电机，所述扭力电机固定在所述板体上，所述支撑板与所述扭力电机的输出轴固定连接，两个所述锁紧板与所述支撑板滑动连接，并位于所述支撑板的一侧，所述螺杆电机的螺杆具有两段相反的螺纹，所述螺杆电机固定在支撑板上，螺杆与两个所述锁紧板螺纹连接。

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