CN203274988U - 中轴力矩测量装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种中轴力矩测量装置，包括中轴、支撑中轴旋转的轴承、安装轴承的牙碗、轴套和控制器，还包括应变片、非接触电压模块、非接触力矩信号传输模块、第一PCB支架和第二PCB支架，所述应变片贴于中轴上。本实用新型测量结果准确，感应片耐疲劳性好，不易疲劳变形，寿命周期长，信号输出速度快，安装简单，制造成本低，既可以测量中轴的扭曲变形，又可以测量中轴的弯曲变形。

Description

中轴力矩测量装置
技术领域
本实用新型涉及力矩传感装置技术领域，尤其涉及一种应用于自行车、电动自行车上的中轴力矩测量装置。 
背景技术
现有的自行车、电动自行车力矩传感装置的安装位置一般位于牙盘上，感应方式一般为依靠弹簧的弹力变形测试扭矩，此种安装方式过于复杂，信号的输出反应较慢，并且弹簧在使用一段时间之后，由于疲劳形变，测量结果会变的越来越不准确。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于为克服现有技术的缺陷，而提供一种中轴力矩测量装置。 
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种中轴力矩测量装置，包括中轴、支撑中轴旋转的轴承、安装轴承的牙碗、轴套和控制器，还包括应变片、非接触电压模块、非接触力矩信号传输模块、第一PCB支架和第二PCB支架，所述应变片贴于中轴上； 
非接触电压模块用于给应变片提供工作电压，非接触电压模块包括直流电源、振荡电路和第一电感线圈、第二电感线圈、整流稳压电路，直流电源、振荡电路和第一电感线圈依次连接，第二电感线圈与整流稳压电路连接； 
非接触力矩信号传输模块用于将应变片采集的力矩信号输出给控制器，所述非接触力矩信号传输模块包括信号放大电路、电压-频率转换电路、第四电感线圈、第三电感线圈和频率-电压转换电路；第四电感线圈、电压-频率转换电路、信号放大电路和应变片依次连接，频率-电压转换电路电路分别和第三电感线圈、控制器连接； 
整流稳压电路分别和电压-频率转换电路、信号放大电路、应变片连接； 
第一PCB支架设于轴套上，所述第一电感线圈、振荡电路、第三电感线圈和频率-电压转换电路设于第一PCB支架，所述第一电感线圈和第三电感线圈分别设于第一PCB支架的两端部； 
第二PCB支架设于中轴上，所述第二电感线圈、整流稳压电路、信号放大电路、电压-频率转换电路、第四电感线圈设于第二PCB支架上，所述第二电感线圈和第四电感 线圈分别设于第二PCB支架的两端部； 
所述第一电感线圈和第二电感线圈相互对应设置，第三电感线圈和第四电感线圈相互对应设置。 
所述第一PCB支架和第二PCB支架为圆筒形，第一PCB支架、第二PCB支架、轴套和中轴同一轴心线设置。 
所述第一电感线圈和第二电感线圈处于垂直于中轴轴心线的同一平面上。 
所述第三电感线圈和第四电感线圈处于垂直于中轴轴心线的同一平面上。 
所述的轴套和牙碗花键连接。 
所述第二PCB支架的一侧端部还设有一磁铁，所述第一PCB支架的一侧端部对应所述磁铁的位置上设有一磁感应器，所述磁感应器与控制器连接。 
所述应变片的测试方向与中轴的轴线相互平行设置。 
所述应变片的测试方向与中轴的轴线相互垂直设置。 
所述应变片的测试方向与中轴的轴线相互成一定的角度设置。 
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：1）感应装置安装于中轴上，测量结果准确；2）感应片耐疲劳性好，不易疲劳变形，寿命周期长；3）信号输出速度快；4）安装简单，制造成本低；5）既可以测量中轴的扭曲变形，又可以测量中轴的弯曲变形。 
附图说明
图1为本实用新型的剖示结构示意图； 
图2为本实用新型的电路原理示意图。 
具体实施方式
为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明。 
如图1所示，为本实用新型的剖示结构示意图；图2为本实用新型的电路原理示意图，一种中轴力矩测量装置，包括中轴1、支撑中轴旋转的轴承2、安装轴承的牙碗3、轴套4和控制器5，还包括应变片6、非接触电压模块7、非接触力矩信号传输模块8、第一PCB支架9和第二PCB支架10，所述应变片6贴于中轴1上； 
非接触电压模块7用于给应变片6提供工作电压，非接触电压模块7包括直流电 源71、振荡电路72和第一电感线圈73、第二电感线圈74、整流稳压电路75，直流电源71、振荡电路72和第一电感线圈73依次连接，第二电感线圈74与整流稳压电路75连接； 
非接触力矩信号传输模块8用于将应变片6采集的力矩信号输出给控制器5，所述非接触力矩信号传输模块8包括信号放大电路81、电压-频率转换电路82、第四电感线圈83、第三电感线圈84和频率-电压转换电路85；第四电感线圈83、电压-频率转换电路82、信号放大电路81和应变片6依次连接，频率-电压转换电路85分别和第三电感线圈84、控制器5连接； 
整流稳压电路75分别和电压-频率转换电路82、信号放大电路81、应变片6连接； 
第一PCB支架9设于轴套2上，所述第一电感线圈73、振荡电路72、第三电感线圈84和频率-电压转换电路85设于第一PCB支架9，所述第一电感线圈73和第三电感线圈84分别设于第一PCB支架9的两端部； 
第二PCB支架10设于中轴1上，所述第二电感线圈74、整流稳压电路75、信号放大电路81、电压-频率转换电路82、第四电感线圈83设于第二PCB支架10上，所述第二电感线圈74和第四电感线圈83分别设于第二PCB支架10的两端部； 
所述第一电感线圈73和第二电感线圈74相互对应设置，第三电感线圈84和第四电感线圈83相互对应设置。 
具体的，第一PCB支架9和第二PCB支架10为圆筒形，第一PCB支架9、第二PCB支架10、轴套4和中轴1同一轴心线设置。 
具体的，所述第一电感线圈73和第二电感线圈74处于垂直于中轴轴心线的同一平面上。 
具体的，所述第三电感线圈84和第四电感线圈83处于垂直于中轴轴心线的同一平面上。 
具体的，所述的轴套4和牙碗3由花键11连接。 
具体的，所述第二PCB支架10的一侧端部还设有一磁铁12，所述第一PCB支架9的一侧端部对应所述磁铁12的位置上设有一磁感应器13，所述磁感应器13与控制器5连接。 
具体的，所述应变片6的测试方向与中轴1的轴线相互平行设置。 
具体的，所述应变片6的测试方向与中轴1的轴线相互垂直设置。 
具体的，所述应变片6的测试方向与中轴1的轴线相互成一定的角度设置。 
以下就本实用新型的工作原理进行说明，应变片6与中轴1直接贴合，以感测该中轴1受骑乘者所施力矩时产生的微小变形，并发出感测信号，该感测信号经信号发大电路81、电压-频率转换电路82至第四电感线圈83，第四电感线圈83将该感测信号传输至第三电感线圈84，第三电感线圈84输出感测信号至频率-电压转换电路85，信号解调电路85将感测信号转换为模拟形式输出至控制器5。应变片6的测试方向与中轴1的轴线相互平行设置时，能够完成测试中轴1的弯曲力矩；当应变片6的测试方向与中轴1的轴线相互垂直设置时，能够完成测试中轴1的扭曲力矩；当应变片6的测试方向与中轴1的轴线相互成一定的角度设置时，既能够完成测试中轴1的弯曲力矩，又能够完成测试中轴1的扭曲力矩。 
以上所述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。 

Claims (9)

1.一种中轴力矩测量装置，包括中轴、支撑中轴旋转的轴承、安装轴承的牙碗、轴套和控制器，其特征在于，还包括应变片、非接触电压模块、非接触力矩信号传输模块、第一PCB支架和第二PCB支架，所述应变片贴于中轴上；
非接触电压模块用于给应变片提供工作电压，非接触电压模块包括直流电源、振荡电路和第一电感线圈、第二电感线圈、整流稳压电路，直流电源、振荡电路和第一电感线圈依次连接，第二电感线圈与整流稳压电路连接；
非接触力矩信号传输模块用于将应变片采集的力矩信号输出给控制器，所述非接触力矩信号传输模块包括信号放大电路、电压-频率转换电路、第四电感线圈、第三电感线圈和频率-电压转换电路；第四电感线圈、电压-频率转换电路、信号放大电路和应变片依次连接，频率-电压转换电路分别和第三电感线圈、控制器连接；
整流稳压电路分别和电压-频率转换电路、信号放大电路和应变片依次连接；
第一PCB支架设于轴套上，所述第一电感线圈、振荡电路、第三电感线圈和电压-频率转换电路设于第一PCB支架，所述第一电感线圈和第三电感线圈分别设于第一PCB支架的两端部；
第二PCB支架设于中轴上，所述第二电感线圈、整流稳压电路、信号放大电路、电压-频率转换电路、第四电感线圈设于第二PCB支架上，所述第二电感线圈和第四电感线圈分别设于第二PCB支架的两端部；
所述第一电感线圈和第二电感线圈相互对应设置，第三电感线圈和第四电感线圈相互对应设置。
2.根据权利要求1所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，第一PCB支架和第二PCB支架为圆筒形，第一PCB支架、第二PCB支架、轴套和中轴同一轴心线设置。
3.根据权利要求2所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，所述第一电感线圈和第二电感线圈处于垂直于中轴轴心线的同一平面上。
4.根据权利要求2所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，所述第三电感线圈和第四电感线圈处于垂直于中轴轴心线的同一平面上。
5.根据权利要求2所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，所述的轴套和牙碗花键连接。
6.根据权利要求2所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，所述第二PCB支架的一侧端部还设有一磁铁，所述第一PCB支架的一侧端部对应所述磁铁的位置上设有一磁感应器，所述磁感应器与控制器连接。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6任一所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，所述应变片的测试方向与中轴的轴线相互平行设置。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6任一所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，所述应变片的测试方向与中轴的轴线相互垂直设置。
9.根据权利要求1、2、3、4、5或6任一所述的中轴力矩测量装置，其特征在于，所述应变片的测试方向与中轴的轴线相互成一定的角度设置。
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