CN114526853A - 一种轴扭矩检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种轴扭矩检测装置，包括：间隔设置的至少两个套合部；所述套合部包括与轴固定连接的配合端，以及由配合端沿轴向延伸的不与轴接触的从动端，相邻的所述套合部的从动端相向；传感器，所述传感器位于相邻的套合部之间，其包括中间部以及分别与相邻的从动端连接的两个侧部。在轴的轴向上，在不增加相邻从动端间距的前提下，将位于近处的相邻从动端的旋转角度放大为与位于远处的相邻配合端的旋转角度相等，而传感器的两侧部分别与两相向的从动端连接，从动端之间的旋转角度的差值以及从动端截面长度决定传感器两端的位移，旋转角度的差值越大，传感器两侧部的位移差更大，即传感器变形量更大，传感器输出的电信号更大。

Description

一种轴扭矩检测装置

技术领域

本发明涉及扭矩测量领域，尤其涉及一种轴扭矩检测装置。

背景技术

扭矩测试成为汽车等传动系统测试和标定的重要内容，特别对于处于旋转状态的轴的扭矩，电阻应变式传感器为当前使用较多的一类传感器，此类传感器检测因扭矩而产生于轴体的周面的剪切应力的大小。具体而言，当扭矩等物理量作用于轴使轴产生微小变形，进而引起贴合于轴的电阻应变片的电阻阻值变化，电阻阻值的变化经电路处理后以电信号的方式输出，从而得到输出电信号与扭矩大小的对应关系。

但对于轴而言，由于需要保证其正常将动力传递至负载端的要求，对轴的可靠性要求高，即轴在力矩作用下变形较小，现有技术中直接贴设电阻于轴上的方式，电阻的阻值变化小，输出的电信号较小，检测的灵敏度不高。

进而，在现有技术中，需要在保证轴整体刚性要求的前提下，提高电阻应变式传感器输出信号的大小。如中国专利CN111033199A公开的“扭矩检测器”，采用两侧轴径较大的凸缘部与位于凸缘部之间的应变产生部的整体为变截面轴形式，应变传感器横跨两侧的两个凸缘部，那么对于轴整体而言，沿其轴向，每单元的截面圆都参与变形，截面与截面之间的发生相对旋转。该方案下，通过设置在应变产生部的相互接近的两个半径较大的凸缘部，使应力集中于凸缘部之间，从而使横跨凸缘部的应力传感器上的电阻变形增大，进而达到增大输出电信号的目的。

但该方案中，由于凸缘部、应力产生部为连续轴体的一部分，轴体发生扭转时，凸缘部也发生扭转，旋转角度取决于截面半径、材质以及扭矩。那么，虽然应变传感器沿周向的直线位移由其两侧与凸缘部固定处到轴心的距离决定，该距离越大，应变传感器沿周向的直线位移越大，而仅通过改变截面处的半径大小对改变凸缘部所在圆截面之间的相对旋转角度的效果有限，从而传感器沿周向的拉扯变形效果有限。即，该方案下通过在径向增大凸缘部的半径以增大旋转角度的作用有限，且对于轴体而言，设置大半径的凸缘部增大了轴的转动惯量，为避免凸缘部在旋转时影响轴的稳定性，通常需要减小凸缘部之间的距离，那么不仅此种方式旋转角度有限，应变传感器拉伸的距离也有限，并且，若增大凸缘部之间的距离，又会破坏凸缘部之间的应力集中效果。另外，对设计空间有限的装配场景，例如内置传动轴安装的方式，凸缘部的直径需小于与轴匹配的轴承的直径，限制凸缘部的半径的大小，不利于装配。

因此，在轴扭矩检测领域，为提高扭矩检测的灵敏度以及增大检测信号，亟需一种对装配空间要求小、精度高、不影响轴稳定运行的轴扭矩检测装置。

发明内容

基于此，本申请提出一种轴扭矩检测装置，其至少能解决背景技术中所提及的现有技术在扭矩检测过程中存在的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种轴扭矩检测装置，包括：

间隔设置的至少两个套合部；

所述套合部包括与轴固定连接的配合端，以及由配合端沿轴向延伸的不与轴接触的从动端，相邻的所述套合部的从动端相向；

传感器，所述传感器位于相邻的套合部之间，其包括中间部以及分别与相邻的从动端连接的两个侧部。

该方案中，由于套合部通过其配合端与轴连接，即套合部本身不属于轴的一部分，在轴输出动力时，套合部本身并不参与扭转变形，套合部发生的旋转或者说沿周向的直线位移只依据其与轴连接处的圆截面的变形大小，也即连接处的轴的截面圆扭转变形旋转角度传递为套合部的配合端沿轴周向的位移。配合端的沿周向的直线位移或者旋转角度，与配合端和轴的连接处的截面圆发生扭转的旋转角度一致。

而对于套合部本身而言，从动端由配合端沿轴向延伸且从动端并不与轴接触，从动端的旋转角度与该套合部的配合端一致，即和配合端所与轴的连接处的截面的旋转角度一致，而非与从动端和传感器连接处在轴上的投影处的截面的旋转角度相同，从而位于相邻套合部中间的传感器的形变量由相邻配合端的相对旋转角度决定，而非由与从动端和传感器连接处在轴上的投影处的旋转角度决定，即在轴的轴向上，在不增加相邻从动端间距的前提下，将位于近处的相邻从动端的旋转角度放大为与位于远处的相邻配合端的旋转角度相等，而传感器的两侧部分别与两相向的从动端连接，从动端之间的旋转角度的差值决定传感器两端的位移，旋转角度的差值越大，传感器两端的位移差更大，即传感器变形量更大，传感器输出的电信号更大。

因此，在轴受相同扭矩的条件下，本申请中，传感器的变形量并非由近处的从动端之间的旋转角度的差值决定，而由在轴向上位于远处的配合端之间随其与轴所连接处的截面之间的旋转角度差值决定，也即由在轴向上位于远处的配合端之间随其与轴所连接处的截面之间的扭转角决定。

从而，在该方案下，由于远处的配合端对应截面之间的相对扭转角度大于近处从动端沿径向投影在轴上对应的截面之间的扭转角度，进而远处的配合端对应截面之间沿周向的直线位移差，大于传感器所连接的近处从动端沿径向投影在轴上对应的截面之间的位移差，那么在本申请中，即使传感器两侧部连接的为近处的从动端，但传感器两端沿周向的位移差增大，也即形变量增大，输出的电信号大。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述传感器由电路基板以及感应电路组成，感应电路位于中间部，所述感应电路为惠斯通电桥电路。

进一步地，所述套合部的配合端呈圆环状，从动端由圆环状的配合端沿轴向延伸形成薄壁圆筒状，配合端与轴间隙配合；或者，配合端与轴采用铆钉固定。

或者，进一步可选的，所述套合部的配合端呈圆弧状，从动端由圆环状的配合端沿轴向延伸形成薄壁圆弧状，配合端与轴采用铆钉固定。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，组成传感器的所述电路基板所在平面垂直于截面圆的径向，传感器沿其所在平面方向变形。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，组成传感器的所述电路基板所在平面平行于截面圆的径向，传感器垂直于其所在平面方向变形。

进一步地，所述电路基板为印制电路板。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，相邻套合部之间设置有两个传感器，两个所述传感器相对两侧套合部与轴固定处的连线对称设置。

进一步地，轴发生扭转变形时，其中一传感器拉伸变形，另一传感器压缩变形，其输出信号分别作为差分信号处理的输入端。

在结合附图阅读本发明的具体实施方案的以下描述之后，本发明的其它方面和特征对于本领域普通技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1为轴扭转变形示意图；

图2为本发明检测装置一实施方式中的装配图；

图3为图2检测装置实施例的俯视图；

图4为图2检测装置实施例的正视图；

图5为本发明检测装置另一实施方式的装配图；

图6为图5检测装置实施例的俯视图；

图7为图5检测装置实施例的正视图；

图8为本发明检测装置另一实施方式的装配图；

图9为图8检测装置实施例的俯视图；

图10为图2检测装置实施例的另一示意图；

图11为现有技术中检测装置的一示意图；

图12为为现有技术中检测装置的另一示意图；

图13为传感器结构侧视图；

图14为感应电路示意图；

图15为以轴的侧视图为参照说明的本申请所定义的方向。

主要元件符号说明

轴	10
		套合部	20
从动端	201
		配合端	202
铆钉	30
		传感器	40
侧部	401
		中间部	402
电路基板	403
		感应电路	404

具体实施方式

为了使发明的目的、原理、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，正如本发明内容部分所述，此处所描述的具体实施例用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要特别说明的是，根据说明书的文字或者技术内容可以确定的连接或位置关系，为了图画的简洁进行了部分的省略或者没有画出全部的位置变化图，本说明书未明确说明省略的或者没有画出的位置变化图，不能认为没有说明，为了阐述的简洁，在具体阐述时不再一一进行说明，在此统一说明。

在材料力学扭转变形假设中，轴两端各作用一个力偶，其力偶矩大小相等、转向相反且作用平面垂直于轴线，假设轴由沿其轴向的无数个横截面组成，在扭转力偶矩作用下，各个横截面的大小以及形状不变，且各横截面之间的距离也不变，只是每一横截面均绕轴线转了一个微小角度，示例性的，参考图1，虚线为圆周面上某一线段扭转变形前的位置，在扭转力偶矩作用下，每一横截面均绕轴旋转微小角度，从而在扭转变形后，实线为扭转变形后对应该线段的位置，即在力偶矩的作用下，轴上某点的位置会沿轴的圆周向位移一段距离。

进一步地，若扭转变形前，图1中，对于线段上的两点，B点距离A点越长，扭转变形后，沿轴的周向的位移上，B’相较A’点位移更大。现有技术贴设于轴表面的电阻应变片，一般采用惠斯通电桥的形式，若考虑采用加长组成电桥的电阻的长度，使其在扭转变形后，有较大的拉伸量，电阻阻值变化。但根据电阻阻值的计算等式，较长的电阻本身的阻值也大，阻值变化的绝对值大，但相对值变化小，电桥输出的电压小。显然，此类实施方式并不能增大输出的电压信号。

因而，通过增大应变电阻的长度或者承载电阻油墨的电路基板的长度对提高电桥电路的输出电压的效果有限，且较长的电路基板的长度不利于应力集中。

可以理解，本申请对于提高电桥电路的输出信号并不需要要求较长的电阻长度，具体参见图2至图4，以及图10，图15，为本申请提出的一种轴扭矩检测装置，其包括间隔设置的至少两个套合部20；所述套合部20包括与轴10固定连接的配合端202，以及由配合端202沿轴向延伸的不与轴接触的从动端201，相邻的所述套合部20的从动端201相向；传感器40，所述传感器40位于相邻的套合部20之间，其包括中间部402以及分别与相邻的从动端201连接的两个侧部401。

示例性的，所述传感器40由电路基板403以及感应电路404组成，感应电路404位于中间部402。当传感器40发生变形时，感应电路404的平衡被打破，输出感应电压信号，至少对该电压信号进行放大、降噪、模数转换等处理，从而得到输出感应电路404输出信号大小与扭矩大小的对应关系。

可以理解，参见图13，所述传感器40整体为电路基板403，也即传感器40的中间部402、与相邻的套合部20的配合端202连接的两个侧部401均为电路基板403，区别在于，中间部402处设置感应电路404，轴产生扭转变形后，电路基板403随之产生变形，位于电路基板403上组成所述感应电路404的电阻阻值变化，感应电路404对应输出电压信号。

应注意，本申请并不限定待测量扭矩的轴的具体形状，轴可以是等径圆轴，也可以是等锥圆轴，比如与汽车方向盘相连的转向轴、汽车传动轴等承受扭矩的部件，优选的，本申请适用于静态扭矩的测量。

另外，进一步参见图2，需要理解，配合端202与从动端201为套合部20的不同区域，为提高结构的稳定性，配合端202与从动端201一体成型。如图2的实施例中，所述套合部20的配合端202呈圆环状，內圆与轴固定，从动端201由圆环状的配合端202沿轴向延伸形成薄壁圆筒状，套合部20整体呈套筒状，配合端202的內圆与轴间隙配合；或者，更优选的，配合端202与轴采用铆钉30固定，减少固定位置，避免配合端202随轴发生扭转变形。

可选的，在另一些实施方式中，所述套合部20的配合端201呈圆弧状，从动端201由圆环状的配合端202沿轴向延伸形成薄壁圆弧状，配合端202与轴采用铆钉30固定。对于从动端201与传感器40的连接方式，可以采用胶贴的方式。

进一步可以理解，套合部20的配合端202通过铆钉30固定于轴上，即套合部20不属于轴的组成部分，套合部20是不受作用于轴的力矩的影响，即其并不受该力矩作用而发生扭转变形，其沿周向的位移量只与配合端202和轴固定处圆截面绕轴线旋转的微小角度有关，也即套合部20只会依据其固定处圆截面的扭转变形的特性发生旋转或平移。那么，沿轴的轴向上，不同圆截面的旋转角度不同，分别与不同圆截面固定的两个套合部20旋转角度存在差值，也即两套合部20沿周向的直线位移存在差值。

具体而言，套合部20发生的旋转或者说沿周向的直线位移只依据其与轴连接处的截面的变形大小，也即连接处的轴的扭转变形传递为套合部20的配合端202沿周向的直线位移。配合端202的沿周向的直线位移或者说旋转角度，与轴在和配合的连接处的圆截面发生扭转变形的旋转角度一致。

进一步可以理解，对于套合部20本身而言，从动端201由配合端202延伸且从动端201并不与轴接触，每一从动端201沿周向的旋转角度与和其组成套合部20的配合端202一致。

从动端201由配合端202沿轴向延伸，并且在径向上，从动端201并不与轴接触，可以理解，若从动端201与轴接触固定，那么从动端201的旋转角度也会和其与轴接触处的圆截面的旋转角度一致，从而结合图1，沿周向，从动端201的位移量与配合端202的位移量并不一致。

而在本申请中，轴与配合端202连接的截面的旋转角度与从动端201旋转角度一致，而非从动端201和传感器40的连接处所沿径向投影在轴处截面的旋转角度与从动端201旋转角度一致。从而，位于相邻套合部20中间的传感器40的形变量由相邻配合端202的相对旋转角度决定，而非由与从动端201和传感器40的连接处所沿径向投影在轴处截面的旋转角度决定，即在轴的轴向上，将位于远处的配合端202的旋转角度传递至位于近处的从动端201，而传感器40与从动端201连接，两从动端201的旋转角度的差值决定传感器40两端的位移，旋转角度的差值越大，传感器40两端沿周向的直线位移更大。因此，在相同扭矩的条件下，本申请中，传感器40的位移距离并非由近处的从动端201的旋转角度决定，而由在轴向上位于远处的配合端202随其连接的轴在该处的旋转角度决定。也即，在该方案下，由于远处的配合端202的位移大于近处的从动端201在径向投影的轴的位移，传感器40的位移量，也即形变量增大，输出的电信号大。

因此，进一步结合图10，为便于说明，图示左侧的套合部20为套合部A,右侧的套合部20为套合部B，那么套合部A的旋转角度与配合端202固定处一致，进而与轴的截面A-A一致，同理，套合部B的旋转角度与轴的截面B-B一致。

根据材料力学对于扭转角的计算，对于距离为l的两个截面的扭转角为

在本实施例中，截面A-A与截面B-B之间的扭转角为

也即轴在力矩作用下产生扭转变形后，套合部A与套合部B的旋转角度的差值为：

其中T为轴两端扭矩，截面A-A与截面B-B的距离为L，G为轴的剪切模量取决于材料的本身特性，I_P为极惯性矩，本示例中：

将(2)式代入(1)式，截面A-A和截面B-B之间的转角差值为：

亦即沿轴向分别位于此两截面上的点在扭转变形后的转角差值也为该值，结合上述，所以两套合部20之间的旋转角度差值、或者两套合部20的配合端202与轴固定处的旋转角度差值、或者两套合部20的从动端201之间的旋转角度差值亦与该值相等，即均为：

显然轴上任意二处间隔的截面的旋转角度差值或者说扭转角的大小与截面间的距离呈正比。

因此，构造三角形，传感器40沿周向的直线位移为对边，套合部20距离轴心的距离为斜边，从而传感器40沿周向的直线位移为

因扭转变形时的旋转角度较小，根据sin x的泰勒展开式，舍去高阶小量，所以传感器40检测到沿周向的直线位移舍去高阶小量后近似等于

即：

根据上述，可以理解，在相同的传感器40长度/电阻长度的前提下，传感器40的位移越大，电阻的阻值变化越大，输出的电压的信号越大。综上，因此本实施例中，传感器40沿周向产生的直线位移等于

应当注意，若套合部20的从动端201也与轴固定连接，则从动端201的旋转角度并不与配合端202的旋转角度一致，进而从动端201之间的扭转角与配合端202之间的扭转角不一致。具体地，假设相邻从动端201的距离为a，那么同理，在轴受力矩的作用发生扭转的变形，套合部A的从动端201与相邻套合部B的从动端201之间的转角差值为

位于套合部A与套合部B之间的传感器40的有效变形长度为两侧部401分别与从动端201连接的位置的连线，该变形长度近似于a，对应此情形下传感器40沿周向的直线位移等于

显然，a永远小于L，并且由于需要保持该扭矩检测装置的灵敏度，相邻套合部20的从动端201的间距小以实现应力集中，即前述的距离a并不能设置过大，否则过大的距离a需对应该设置较长的传感器40，虽然提高了传感器40的绝对位移量，具体到本实施例中，也即虽即提高了电路基板403的绝对位移量，但传感器40中组成感应电路404的阻值可变的电阻，并不能直接受益于电路基板403的变形，阻值的相对变化量并不明显，对输出的电压信号的增益有限。另外，在采用的电路基板403为印制电路板时，由于其具备一定的刚性，长度越长，垂直于其长度方向的位移受到限制越大。另外，若a越长，越不利于的应力集中于相邻的从动端201之间，即不利于传感器40产生变形。

显然，可以理解，本申请所提出的技术方案中，并非通过提高a，即提高相邻从动端201的距离以提高传感器40在轴扭转变形时发生的位移量,而是利用套合部20一侧的配合端202与轴接触，沿轴向延伸的从动端201不与轴接触，从动端201的的旋转角度与配合端202的旋转角度一致，从而相邻从动端201的扭转角或者说转角差值与相邻的配合端202的扭转角一致。而由于传感器40设置于相邻的从动端201之间，那么即使相邻从动端201在轴向的距离很接近，在该结构下，沿轴向上，套合部20的配合端202始终相对从动端201距离传感器40较远，根据等式(3)，传感器40两端的扭转角的差值并非与其两端分别沿径向投影在轴上所对应的某两个一圆截面之间的扭转角一致，而是与位于远处的配合端202的旋转角度一致，那么传感器40两侧部401的沿周向的直线位移差值并不由从动端201的间距的决定，而是由配合端202的距离决定。

结合上述图1也可以理解，在发生扭转变形时，变形前距离越远的两个点，变形后两点之间沿周向的直线位移的差值。本申请将距离接近的从动端201间产生的较小的旋转角度放大为距离较远的配合端202间的较大旋转角度，那么在设置较小的a,也即较短的传感器40时，其也可以受益于较大的旋转角度，从而传感器40两侧部401沿周向的直线位移差值增大，位移的相对量也增大，对应到位于中间部402的感应电路404而言，感应电路404与两侧部401固定于从动端201的位置接近，有利于应力集中，并且更重要的，较短的传感器40发生较大的位移，组成感应电路404的电阻产生的相对形变量大，进而感应电路404输出电压信号大。

应当注意，对于本领域的普通技术人员而言，在本申请公开的基础上，沿轴向合理设置的较大套合部20的配合端202之间距离，较小套合部20的从动端201的之间的距离，满足配合端202与轴固定连接，从动端201不与轴接触的条件的方案均属于本申请的保护范围。

为进一步说明本申请的技术效果，以下对在本专利文本的背景技术部分所提及的中国专利CN111033199A公开的技术方案进行说明，参照图11与图12，该方案采用变截面轴的形式，通过将显著增大两侧轴的半径，使应力集中于两侧凸缘部之间，即该文本中所称的应力产生部。

应当注意，对于该方案，其相当于不同截面半径的圆叠加在一起组成的轴，即凸缘部与应力产生部为一体的，该轴受到力矩作用时，凸缘部、应力产生部均发生扭转，旋转角度取决于截面半径，材质，以及扭矩。因此传感器40两端的位移取决于L1、L2、L3三段的扭转角度，三段的转角差值分别为：

显然，凸缘部参与扭转变形，其半径越大，相同距离的两个截面扭转角度越小，对应与凸缘部固定的传感器40的位移量小。

远小于本申请所提出的

且为保证应力集中的效果，L2一般较小。因此传感器40检测到的沿周向的直线位移

远小于本申请的实施例的

显然，采用设置大半径的凸缘部的方式以使应力集中于凸缘部之间，并且根据上述，仅采用增大半径从而增大位于该应力产生部的传感器40检测灵敏度的方式，其对改变凸缘部所在圆截面之间的相对旋转角度的效果小，从而传感器40沿周向的拉扯变形效果有限，对传感器40两侧部401的沿周向的直线位移的增益小。

由上述的对比，本申请提出的技术路线与现有技术是不同的，本申请所产生的放大信号的方式并非通过增大轴两侧半径以形成位于侧部401之间的应力产生部，也非通过增长传感器40的长度以增大传感器40的绝对位移量。首先，套合部20并非轴整体的组成部分，轴在力矩作用下产生扭转变形，而套合部20并不受该力矩的作用，其只随与其固定的轴的某一截面圆上的点，沿轴的周向旋转一定距离，那么沿轴向间隔设置的两个套合部20的固定位置不同，旋转的角度也不同，两个固定处的扭转角即为两个截面圆的扭转角。此处所述的固定处即为套合部20的配合端202与轴的固定处。

显然，如前文所述，传感器40的两侧部401并不与配合端202连接，而是与由配合端202相向延伸形成的从动端201连接，此结构下，从动端201的沿周向的旋转角度并非与该处投影至轴的某一圆截面的旋转角度一致。可以理解，为保证感应电路404的灵敏性，从动端201间的距离接近，从而两侧从动端201投影至轴的两个圆截面的扭转角度较小。因此，为避免扭转角度小导致输出的电压信号小的问题，本申请中，相互靠近的从动端201之间的转角差值与相互距离较远的配合端202之间的较大的转角差值一致。也可以理解为，本申请将距离近的从动端201之间的转角差值放大为距离较远的配合端202之间的较大的转角差值，从而与两侧从动端201连接的传感器40在不需要增加长度以破坏应力集中的形式下，其沿周向的直线位移增大，变形增大。进而，位于中间部402的组成感应电路404的电路变形的相对值增大，输出的的电压的信号增大。且由于配合端202与传感器40之间设置有从动端201，调整配合端202之间的距离以调整转角差值，并不会影响传感器40的应力集中。

另外，应理解，本申请所提出的技术方案中，根据等式(2)，相邻从动端201对应的截面的扭转角大小并不依赖于配合端202的高度，从而，在一些对装配空间要求高的使用场景中，即使降低配合端202或者说套合部20的高度，在预定的相邻从动端201的距离的前提下，可以沿轴向增大从动端201与传感器40的连接处相对轴与配合端202的连接处的距离，以提高从动端201处的扭转角，进而使得传感器40沿周向的直线位移增大，即形变增大，以增大输出信号。

可以理解，扭矩传感器40应用广泛，目前静态扭矩传感器40主要通过检测应变的方式检测应力。如前述在弹性轴上粘贴应变片组成测量电桥，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电阻值变化，应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化从而实现扭矩测量。但是某些钢轴等结构存在变形较小，检测信号值较小的问题，因此本申请所提出的实施例中，解决了如何更好地放大轴上扭矩检测的信号值的问题。

进一步可选的，本申请传感器40包含的的感应电路404为惠斯通电桥电路，参见图14所示，包含4个阻值可变的电阻以及电阻间的连接线路。当然，感应电路404也可选择包含1个阻值可变的电阻的单臂电桥电路，或者2个阻值可变的半桥电路，本申请对惠斯通电桥的具体设置方式不作限定，本领域的普通技术人员可以根据需要进行设置。

示例性的，本申请提供的扭矩检测装置，可在待测的轴上设置有多个套合部20，本申请不做任何限定，例如，该扭矩检测装置可设置有两个、三个以及更多个套合部20。例如图2所示的扭矩检测装置中设置有两个套合部20，沿着轴的轴线方向，两个套合部20间隔设置。在其他示例性实施方式中，也可设置三个套合部20，那么对应的两两相邻的套合部20之间的设置有传感器40。

或者同理，示例性的，参见图8与图9，在相邻的套合部20之间也可设置有两个传感器40，传感器40大致对称设置于相邻套合部20连线两侧，例如其中一个传感器40与轴线夹角为45度，另一传感器40与轴线夹角为-45度。那么，当轴在力矩作用下发生扭转变形之后，其中一个传感器40发生拉伸变形，另一传感器40产生压缩变形，传感器40上各自感应电路404输出电压信号，作为处理器的差分信号输入，以减小测量误差；例如，通过模数转换分别将两个电压信号转换为两个数字信号；设置并行处理器同时对采集到两个数字信号进行数据处理及分析，以获得扭矩值。

在另一些实施例中，参见图5至图7，区别于图2或者图8的实施例，在该实施例中，传感器40的变形方向并非沿电路基板403所在平面的方向，而是垂直于电路基板403所在平面。示例性的，传感器40的电路基板403为印制电路板，竖直插向位于两个套合部20的从动端201的卡槽内，当两端的从动端201发生相对旋转时，挤压传感器40，此时传感器40发生微弯曲。可以理解，电路基板403所在平面平行于图15所示的截面圆的径向，在传感器40发生初始弯曲变形时的变形方向垂直于其所在平面。而图2或者图8的实施例中，电路基板403所在平面垂直于图15所示的截面圆的径向，在传感器40发生初始拉伸变形时的变形方向平行于其所在平面。

应注意，以上对“径向”和或“截面圆的径向”的记载以及对应的附图示意，旨在便于结合附图说明不同传感器与从动端的连接方式，以及二者的相对位置关系，而非对传感器设置方式的绝对限定，因为，对于截面圆而言，其具备无数个半径，那么对应的径向也有无数个方向。

另外，需补充说明，对于轴而言，沿其轴向的每单位距离的截面一般为圆形，即本申请的中轴的“截面”、“圆截面”的表示同一。

值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

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

Claims (9)

1.一种轴扭矩检测装置，其特征在于，包括：

间隔设置的至少两个套合部；

所述套合部包括与轴固定连接的配合端，以及由配合端沿轴向延伸的不与轴接触的从动端，相邻的所述套合部的从动端相向；

传感器，所述传感器位于相邻的套合部之间，其包括中间部以及分别与相邻的从动端连接的两个侧部。

2.如权利要求1所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，所述传感器由电路基板以及感应电路组成，感应电路位于中间部。

3.如权利要求2所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，所述套合部的配合端呈圆环状，从动端由圆环状的配合端沿轴向延伸形成薄壁圆筒状，配合端与轴间隙配合；或者，配合端与轴采用铆钉固定。

4.如权利要求2所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，所述套合部的配合端呈圆弧状，从动端由圆弧状的配合端沿轴向延伸形成薄壁圆弧状，配合端与轴采用铆钉固定。

5.如权利要求3或4所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，组成传感器的所述电路基板所在平面垂直于截面圆径向。

6.如权利要求3或4所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，组成传感器的所述电路基板所在平面平行于截面圆径向。

7.如权利要求6所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，所述电路基板为印制电路板。

8.如权利要求3或4所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，相邻套合部之间设置有两个传感器，两个所述传感器相对两侧套合部与轴固定处的连线对称设置。

9.如权利要求8所述的轴扭矩检测装置，其特征在于，轴发生扭转变形时，其中一传感器拉伸变形，另一传感器压缩变形，其输出信号分别作为差分信号处理的输入端。

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