CN202350960U - 一种无线力矩检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无线力矩检测装置，其具有力矩输入轴和套接于所述力矩输入轴上的力矩检测轴套，其还具有一无线力矩传感器，力矩传感器包括安装在力矩检测轴套上的力矩感应组件和固定在力矩感应组件外围的力矩检测组件；其中，所述力矩感应组件包括信号采集模块、第一信号转换模块和第一感应线圈，所述力矩检测组件包括第二感应线圈和第二信号转换模块。利用安装在力矩检测轴套上的第一感应线圈和固定在外围的第二感应线圈组成的特殊环形旋转变压器，实现无接触的能源及信号传递功能，配合两组信号转换模块，将力矩信号转换成电压信号、频率信号、电流信号后进行传递，最后再转换成电压信号实现扭矩形变电压的无线传递，进而完成力矩检测。
Description
技术领域：
本实用新型涉及机械传动设备技术领域，特指一种无线力矩检测装置。
背景技术：
扭矩测试比较成熟的检测手段为应变电测技术，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上，并组成应变桥，若向应变桥提供工作电源即可测试该弹性轴受扭的电信号。这就是基本的扭矩传感器模式。但是在旋转动力传递系统中，最棘手的问题是旋转体上的应变桥的桥压输入及检测到的应变信号输出如何可靠地在旋转部分与静止部分之间传递，通常的做法是用导电滑环来完成。由于导电滑环属于磨擦接触，因此不可避免地存在着磨损并发热，因而限制了旋转轴的转速及导电滑环的使用寿命。及由于接触不可靠引起信号波动，因而造成测量误差大甚至测量不成功。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于克服现有力矩检测中的上述不足之处，提供一种无线力矩检测装置。
本实用新型实现其目的采用的技术方案是：一种无线力矩检测装置，其具有力矩输入轴和套接于所述力矩输入轴上的力矩检测轴套，其还具有一无线力矩传感器，所述力矩传感器包括安装在力矩检测轴套上的力矩感应组件和固定在力矩感应组件外围的力矩检测组件；其中，所述力矩感应组件包括信号采集模块、第一信号转换模块和第一感应线圈，所述力矩检测组件包括第二感应线圈和第二信号转换模块。
所述第一信号转换模块包括第一放大电路、电压/频率转换电路、频率/电流转换电路；第二信号转换模块包括整流滤波电路、波形整理电路、第二放大电路、频率/电压转换电路。
于所述力矩检测轴套端部还套接一单相棘轮，单相棘轮连接力矩输出轴。
本实用新型利用安装在力矩检测轴套上的第一感应线圈和固定在外围的第二感应线圈组成的特殊环形旋转变压器，实现无接触的能源及信号传递功能，配合两组信号转换模块，将力矩信号转换成电压信号、频率信号、电流信号后进行传递，最后再转换成电压信号实现扭矩形变电压的无线传递，进而完成力矩检测。本实用新型检测精度高、稳定性好，抗干扰性强，无磨损件，使用寿命长，而且转成的电平信号可直接送计算机设备进行处理，更方便使用者使用。
附图说明：
图1是本实用新型的剖面结构示意图；
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。
如图1、2所示，本实用新型所述的无线力矩检测装置具有力矩输入轴1和套接于所述力矩输入轴1上的力矩检测轴套2，其还具有一无线力矩传感器3，所述力矩传感器3包括安装在力矩检测轴套2上的力矩感应组件31和固定在力矩感应组件31外围的力矩检测组件32；其中，所述力矩感应组件31包括信号采集模块311、第一信号转换模块312和第一感应线圈L1，所述力矩检测组件32包括第二感应线圈L2和第二信号转换模块322。
所述第一信号转换模块312包括第一放大电路、电压/频率转换电路、频率/电流转换电路；第二信号转换模块322包括整流滤波电路、波形整理电路、第二放大电路、频率/电压转换电路。具体而言，结合图2所示，信号采集模块311由通过应变胶粘贴在力矩检测轴套2上的测扭应变片实现。
结合图2所示，本实用新型的工作原理是：
首先，本实用新型中供电电源Vcc通过DC/DC电路通过线圈L2将高频电源传递给L1再通过D1、C1将高频电源变成直流电源，作为力矩感应组件31的工作电源，从而实现能源的无线传递；
然后将力矩输入轴1连接被测力矩，当力矩输入轴1旋转时，力矩检测轴套2随之旋转并产生形变，力矩检测套轴2上的信号采集模块311即测扭应变片感应形变产生形变电压差，微小的形变电压差通过第一放大电路放大，放大后的扭矩形变电压再通过V/F电路将扭矩形变电压信号转换成扭矩形变频率，频率信号通过T1、R1转换成电流信号，电流信号再通过L1传递给L2，通过L2的电流流过R2，R2将流过的电流信号转换成电压信号，进而实现电流信号的无线传递；
然后电流取样装置R2将电流信号转换成电压信号，通过D2、C2整流滤波后再经波形整理后将传递过来的波形还原成频率信号，频率信号经第二放大电路后再通过F/V电路转换成线性直流信号，即还原成扭矩形变电压，从而完成扭矩形变电压的无线传递。
因此，本实用新型利用安装在力矩检测轴套2上的第一感应线圈L1和固定在外围的第二感应线圈L2组成的特殊环形旋转变压器，实现无接触的能源及信号传递功能，配合两组信号转换模块，将力矩信号转换成电压信号、频率信号、电流信号后进行传递，最后再转换成电压信号实现扭矩形变电压的无线传递，进而完成力矩检测。
本实用新型中，于所述力矩检测轴套2端部还套接一单相棘轮4，单相棘轮4连接力矩输出轴5，在检测同时完成力矩单向输出。当然，力矩检测轴套2外也可直接连接力矩输出轴。
综上所述，本实用新型检测精度高、稳定性好，抗干扰性强，无磨损件，使用寿命长，而且转成的电平信号可直接送计算机设备进行处理，更方便使用者使用。
Claims (3)
1.一种无线力矩检测装置，其具有力矩输入轴(1)和套接于所述力矩输入轴(1)上的力矩检测轴套(2)，其特征在于：其还具有一无线力矩传感器(3)，所述力矩传感器(3)包括安装在力矩检测轴套(2)上的力矩感应组件(31)和固定在力矩感应组件(31)外围的力矩检测组件(32)；其中，所述力矩感应组件(31)包括信号采集模块(311)、第一信号转换模块(312)和第一感应线圈(L1)，所述力矩检测组件(32)包括第二感应线圈(L2)和第二信号转换模块(322)。
2.根据权利要求1所述的一种无线力矩检测装置，其特征在于：所述第一信号转换模块(312)包括第一放大电路、电压/频率转换电路、频率/电流转换电路；第二信号转换模块(322)包括整流滤波电路、波形整理电路、第二放大电路、频率/电压转换电路。
3.根据权利要求1所述的一种无线力矩检测装置，其特征在于：于所述力矩检测轴套(2)端部还套接一单相棘轮(4)，单相棘轮(4)连接力矩输出轴(5)。
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2011
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