CN207071789U - 电动螺丝批静态扭矩传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动螺丝批静态扭矩传感器，包括：螺丝批头、应变片、传感器安装部、管状的壳体、和安装在所述传感器安装部上的电机，所述传感器安装部上形成有通孔，所述电机的输出端穿过所述通孔，所述应变片安装在所述传感器安装部上且所述应变片围绕所述通孔的周向设置；所述传感器安装部固定在所述壳体内，所述螺丝批头与所述电机的输出端连接。由于采用了上述技术方案，本实用新型可以实时获取螺丝批的静态扭矩，具有体积小、成本低的特点。

Description

电动螺丝批静态扭矩传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种电动螺丝批静态扭矩传感器。

背景技术

在以往的电动螺丝批上，一般都是利用电机自身的电流或者用机械式的原理来测量，不能时时的检测每一点的扭矩大小，有些是利用动态扭矩来测量，但动态扭矩的大体积和高昂的价格是这些设备无法承受的，特别是在用机械手组装手机的生产线上，大批量的使用电动螺丝批来装配各种配件。螺丝比较小，且装配的零件又小又精密，扭矩的时时检测是非常必要的。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电动螺丝批静态扭矩传感器，以解决现有技术中的电动螺丝批利用电机自身的电流或者用机械式的原理来测量时，不能这音检测每一点扭矩大小的问题。

为解决上述问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种电动螺丝批静态扭矩传感器，包括：螺丝批头、应变片、传感器安装部、管状的壳体、和安装在所述传感器安装部上的电机，所述传感器安装部上形成有通孔，所述电机的输出端穿过所述通孔，所述应变片安装在所述传感器安装部上且所述应变片围绕所述通孔的周向设置；所述传感器安装部固定在所述壳体内，所述螺丝批头与所述电机的输出端连接。

优选地，所述螺丝批头与所述电机的输出端通过联轴器连接。

优选地，所述电机通过螺钉安装在所述传感器安装部上。

优选地，所述传感器安装部通过自紧螺钉与所述壳体的周向侧壁连接。

优选地，所述传感器安装部包括环状的腹梁、环状的内突缘和环状的外突缘，所述内突缘与所述腹梁的内圈连接，所述外突缘与所述腹梁的外圈连接，所述应变片粘在所述腹梁上。

优选地，所述电机的端部抵在所述内突缘上。

优选地，所述腹梁的两侧各贴有多个所述应变片。

优选地，所述腹梁两侧的应变片连接成惠斯顿电桥。

由于采用了上述技术方案，本实用新型可以实时获取螺丝批的静态扭矩，具有体积小、成本低的特点。

附图说明

图1示意性地示出了本实用新型的立体图；

图2示意性地示出了本实用新型的剖视图；

图3示意性地示出了本实用新型的传感器安装部的剖视图；

图4示意性地示出了本实用新型中的八个应变片构成的惠斯顿电桥。

图中附图标记：1、螺丝批头；2、应变片；3、传感器安装部；4、壳体；5、电机；6、联轴器；7、螺钉；8、自紧螺钉；9、腹梁；10、内突缘；11、外突缘；12、通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本实用新型的一个方面，提供了一种电动螺丝批静态扭矩传感器，特别适用于小型电动螺丝批、微型电机等在线扭矩值监测和控制。

该电动螺丝批静态扭矩传感器包括：螺丝批头1、应变片2、传感器安装部3、管状的壳体4、和安装在所述传感器安装部3上的电机5，所述传感器安装部3上形成有通孔12，所述电机5的输出端穿过所述通孔12，所述应变片2安装在所述传感器安装部3上且所述应变片2围绕所述通孔12的周向设置；所述传感器安装部3固定在所述壳体4内，所述螺丝批头1与所述电机5的输出端连接。优选地，所述传感器安装部3通过自紧螺钉8与所述壳体4的周向侧壁连接。

当螺丝批头1接触螺丝时，在扭紧过程中螺丝批头1受到因扭紧引起的扭力，该扭力通过电机5的输出轴传递给电机5，这样当电机5固定后，其转子的相对运动就会产生一个扭力传递给传感器安装部3，传感器安装部3受到的扭力就是我们需要测量的扭力值。因此，当本实用新型受到扭力时，该扭力作用在传感器安装部3上，由于传感器安装部3是固定在壳体4上，因此传感器安装部3会因扭力的作用产生相对变形，贴在其上的应变片2产生弯曲变形，因此，通过应变片2的输出，即可得到相应的静态扭矩。

本实用新型的量程范围可以为：0.1，0.2，0.3，0.5，1,2,3,5，10NM，在0.5NM以下可使用硬铝合金制成，在1～10NM可用不锈钢材料制成。本实用新型的静态测试具体指标的综合精度可达0.1％/F.S。

由于采用了上述技术方案，本实用新型可以实时获取螺丝批的静态扭矩，具有体积小、成本低的特点。

优选地，所述螺丝批头1与所述电机5的输出端通过联轴器6连接。

优选地，所述电机5通过螺钉7安装在所述传感器安装部3上。

优选地，所述传感器安装部3包括环状的腹梁9、环状的内突缘10和环状的外突缘11，所述内突缘10与所述腹梁9的内圈连接，所述外突缘11与所述腹梁9的外圈连接，所述应变片2粘在所述腹梁9上。优选地，所述电机5的端部抵在所述内突缘10上。其中，传感器安装部3的强度和壳体4的强度，腹梁9的宽度的取值，要防止轴向压力的影响，因在使用时轴向压力是切向力的数十倍，且有抵紧的压力作用。

优选地，所述腹梁9两侧的应变片2连接成惠斯顿电桥。优选地，所述腹梁9的两侧各贴有多个所述应变片2。如图4所示，编号为a-d的应变片安装在腹梁9的正面，其中a和b感受的是正应变ε+,而c和d感应的是同等量级的负应变ε-。同样地，粘贴在背面的编号为e-h的应变片中，g和h感应的是ε-，e和f感受的是正应变ε+。

例如，设传感器安装部3的最大外径为R，内径为r，腹梁9宽度为H、厚度为T，腹梁9的应变片的贴片中心距L：

当受到内突缘10的扭力M作用后，在腹梁9上的力值F为：

F＝M/4(R-r) (1)

相应的同，弯曲应力δ为：

δ＝3ML/4HT2(R-r) (2)

根据腹梁9的变形，让粘贴在其上的应变片感受到同样的应变，通过惠斯顿电桥得到相应的输出电压值。

本实用新型可用于电动螺丝批中，其动态扭力测试效果的精度优于0.5％/f.s；在安装方面，电机5的输出轴穿过通孔12，并通过螺钉7和传感器安装部3固定成一个整体，通过联轴器6将电机5的吟出轴与螺丝批头1，这样通过整体装配的一体化结构再和壳体4一起固定，更简单方便。本实用新型可以连续检测过程的扭力值，并通过上位机实时监控和控制，成本可以节约20％左右。

在另一个应用中，本实用新型可用于手机装配生产线，以取代大体积的动态扭矩传感器且成本只是原来的1/10，精度和动态测试的效果一样，可靠性、长期稳定性比现有的要好。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，包括：螺丝批头(1)、应变片(2)、传感器安装部(3)、管状的壳体(4)、和安装在所述传感器安装部(3)上的电机(5)，所述传感器安装部(3)上形成有通孔(12)，所述电机(5)的输出端穿过所述通孔(12)，所述应变片(2)安装在所述传感器安装部(3)上且所述应变片(2)围绕所述通孔(12)的周向设置；所述传感器安装部(3)固定在所述壳体(4)内，所述螺丝批头(1)与所述电机(5)的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，所述螺丝批头(1)与所述电机(5)的输出端通过联轴器(6)连接。

3.根据权利要求1所述的电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，所述电机(5)通过螺钉(7)安装在所述传感器安装部(3)上。

4.根据权利要求1所述的电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，所述传感器安装部(3)通过自紧螺钉(8)与所述壳体(4)的周向侧壁连接。

5.根据权利要求1所述的电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，所述传感器安装部(3)包括环状的腹梁(9)、环状的内突缘(10)和环状的外突缘(11)，所述内突缘(10)与所述腹梁(9)的内圈连接，所述外突缘(11)与所述腹梁(9)的外圈连接，所述应变片(2)粘在所述腹梁(9)上。

6.根据权利要求5所述的电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，所述电机(5)的端部抵在所述内突缘(10)上。

7.根据权利要求5所述的电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，所述腹梁(9)的两侧各贴有多个所述应变片(2)。

8.根据权利要求7所述的电动螺丝批静态扭矩传感器，其特征在于，所述腹梁(9)两侧的应变片(2)连接成惠斯顿电桥。