CN211178949U - 一种扭簧刚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及扭簧测试技术领域，公开一种扭簧刚度测量装置。该扭簧刚度测量装置包括底座、加载机构、承载机构和应变片，加载机构包括转动设置于底座上的转盘，承载机构包括挡板和心轴组，心轴组包括多个长度不同的心轴，心轴可拆卸连接于转盘上，挡板设置于底座上，并能够抵压于心轴远离转盘的一端，待测量的扭簧的簧圈套设于心轴上，扭簧的第一支撑触脚固定于转盘上，扭簧的第二支撑触脚固定于挡板上，应变片设置于转盘上，用于测量扭簧的扭矩。本实用新型提供的扭簧刚度测量装置结构简单、操作方便，节约制造成本，通过设置包括多个长度不同的心轴的心轴组，可以根据扭簧的不同尺寸选择性地将合适的心轴安装于转盘上，通用性较强。

Description

一种扭簧刚度测量装置

技术领域

本实用新型涉及扭簧测试技术领域，尤其涉及一种扭簧刚度测量装置。

背景技术

扭转弹簧，即扭簧，属于螺旋弹簧，扭簧包括由单圈或者多圈钢丝缠绕而成的簧圈，簧圈的轴向两端具有向外延伸的支撑触脚，支撑触脚可绕成钩状或者直扭转臂，扭簧可以储存和释放角能量，当其一端固定，其他工件绕扭簧中心旋转时，扭簧可产生扭矩将工件拉回初始位置。扭簧广泛应用于各类机械设备中，用于为转动部件提供复位弹力。

扭簧的刚度是衡量扭簧性能的重要技术参数，现有技术中的扭簧刚度测量装置的结构均较为复杂，检测精度不高，且由于簧圈的缠绕圈数不同，使得扭簧的尺寸有所差异，现有技术中的扭簧刚度测量装置不能适用于对多种不同尺寸的扭簧的刚度的测量，通用性不强。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种扭簧刚度测量装置，结构简单，检测精度较高，且通用性强。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种扭簧刚度测量装置，包括：

底座；

加载机构，其包括转动设置于所述底座上的转盘；

承载机构，其包括挡板和心轴组，所述心轴组包括多个长度不同的心轴，所述心轴可拆卸连接于所述转盘上，所述挡板设置于所述底座上，并能够抵压于所述心轴远离所述转盘的一端，待测量的扭簧的簧圈套设于所述心轴上，所述扭簧的第一支撑触脚固定于所述转盘上，所述扭簧的第二支撑触脚固定于所述挡板上；

应变片，其设置于所述转盘上，用于测量所述扭簧的扭矩。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述承载机构还包括导柱，所述导柱垂直设置于所述底座上，所述挡板套设于所述导柱上并能够相对其上下滑动，以抵压于所述心轴。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述承载机构还包括：

第一挡块，其设置于所述转盘上，并位于所述转盘和所述挡板之间，所述第一支撑触脚抵接于所述第一挡块；

第二挡块，其设置于所述挡板上，并位于所述转盘和所述挡板之间，所述第二支撑触脚抵接于所述第二挡块。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述转盘上沿径向设置有多个第一连接孔，所述第一挡块能够选择性地可拆卸连接于其中一个所述第一连接孔内。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述挡板上设置有多个第二连接孔，所述第二挡块能够选择性地可拆卸连接于其中一个所述第二连接孔内。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，每个所述心轴的一端设置有第一内螺纹孔，另一端设置有外螺纹，所述外螺纹的外径与所述第一内螺纹孔的内径相适配，任意两个所述心轴能够彼此螺纹连接。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述转盘的中心位置设置有第二内螺纹孔，所述心轴设置有外螺纹的一端还能够穿设于所述第二内螺纹孔内。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述心轴上还套设有衬套，所述簧圈套设于所述衬套上。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述加载机构还包括驱动件，所述驱动件设置于所述底座上，所述驱动件的输出端与所述转盘相连，用于驱动所述转盘相对于所述底座旋转。

作为一种扭簧刚度测量装置的优选方案，所述底座上设置有刻度线，所述刻度线沿所述转盘的周向设置，所述转盘上设置有指针。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种扭簧刚度测量装置，该扭簧刚度测量装置包括底座、加载机构、承载机构和应变片，通过设置心轴组，心轴组包括多个长度不同的心轴，在使用该扭簧刚度测量装置对扭簧的刚度进行测量时，首先，根据扭簧的尺寸选取合适的心轴安装于转盘上，其次，将扭簧套设于心轴上，使扭簧的第一支撑触脚固定于转盘上，然后，将挡板抵压于心轴远离转盘的一端，并使扭簧的第二支撑触脚固定于挡板上，即可开始对扭簧的刚度进行测量。本实用新型提供的扭簧刚度测量装置结构简单、操作方便，节约制造成本，通过在转盘上设置应变片，可以准确地读取扭簧扭矩的大小，使测量结果较为准确；通过设置包括多个长度不同的心轴的心轴组，可以根据扭簧的不同尺寸选择性地将合适的心轴安装于转盘上，从而用于测量不同尺寸的扭簧的刚度，通用性较强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的扭簧刚度测量装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的扭簧刚度测量装置的部分剖视图。

图中：

100-扭簧；101-簧圈；102-第一支撑触脚；103-第二支撑触脚；

1-底座；11-轴承；

2-加载机构；21-驱动件；22-转盘；

3-承载机构；31-挡板；32-心轴；33-第一挡块；34-第二挡块；35-导柱；

4-应变片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种扭簧刚度测量装置，该扭簧刚度测量装置主要用于测量扭簧100的刚度，扭簧100包括由单圈或者多圈钢丝缠绕而成的簧圈101，在簧圈101的轴向两端具有向外延伸的第一支撑触脚102和第二支撑触脚103。由于簧圈101的缠绕圈数不同，使得扭簧100的尺寸有所差异，现有技术中的扭簧刚度测量装置不能适用于对多种不同尺寸的扭簧100的刚度的测量。

为解决上述问题，如图1-图2所示，本实施例提供一种扭簧刚度测量装置，该扭簧刚度测量装置包括底座1、加载机构2、承载机构3和应变片4，其中，加载机构2包括转动设置于底座1上的转盘22，承载机构3包括挡板31和心轴组，心轴组包括多个长度不同的心轴32，心轴32可拆卸连接于转盘22上，挡板31设置于底座1上，并能够抵压于心轴32远离转盘22的一端，待测量的扭簧100的簧圈101套设于心轴32上，扭簧100的第一支撑触脚102固定于转盘22上，扭簧100的第二支撑触脚103固定于挡板31上，应变片4设置于转盘22上，用于测量扭簧100的扭矩。

本实施例提供的扭簧刚度测量装置结构简单、操作方便，节约制造成本，通过在转盘22上设置应变片4，可以准确地读取扭簧100扭矩的大小，使测量结果较为准确；通过设置包括多个长度不同的心轴32的心轴组，可以根据扭簧100的不同尺寸选择性地将合适的心轴32安装于转盘22上，从而用于测量不同尺寸的扭簧100的刚度，通用性较强。

优选地，该扭簧刚度测量装置还包括控制器，应变片4与控制器信号连接，应变片4通过控制器将扭矩值传输至外部显示器上，方便操作人员读取。需要说明的是，控制器与应变片4的连接方式为本领域比较成熟的现有技术，本申请不做详细叙述。

由于不同的扭簧100的簧圈101的中径不同，为了实现对扭簧100较好的固定，在本实施例中，心轴32上还套设有衬套，簧圈101套设于衬套上。通过设置衬套，将衬套套设于心轴32上，提高心轴32的通用性，使心轴32能够进行批量化生产，节约生产工序，提高生产效率。

进一步地，每个心轴32的一端设置有第一内螺纹孔，另一端设置有外螺纹，外螺纹的外径与第一内螺纹孔的内径相适配，任意两个心轴32能够彼此螺纹连接。采取这种设置方式，如果扭簧100的长度过长，可以通过将多个心轴32连接在一起的方式实现对扭簧100的固定，避免单个心轴32长度过长的情况，心轴32的长度较短，有利于心轴32的保存。

优选地，转盘22的中心位置设置有第二内螺纹孔，心轴32设置有外螺纹的一端还能够穿设于第二内螺纹孔内，通过在转盘22上设置与心轴32的外螺纹相配合的第二内螺纹孔，可以简化制造工艺，不需要在心轴32上多余加工与转盘22相连接的连接结构，降低制造成本。

进一步地，承载机构3还包括导柱35，导柱35垂直设置于底座1上，挡板31套设于导柱35上并能够相对其上下滑动，以抵压于心轴32。通过将挡板31滑动设置于导柱35上，方便调节挡板31与转盘22之间的距离，使挡板31能够抵压于心轴32的上表面，实现对扭簧100较好的固定效果，从而适应对不同尺寸的扭簧100的刚度的测量。优选地，导柱35的数量为两个，两个导柱35设置于底座1的对角位置处，提高挡板31上下运动的稳定性。

优选地，在挡板31上还设置有限位孔，限位孔的轴线与导柱35的轴线垂直，限位件穿设于限位孔内，并能够抵接于导柱35的外壁，从而实现对挡板31的限位。

现有的扭簧100的第一支撑触脚102和第二支撑触脚103可绕成钩状或者直扭转臂，当第一支撑触脚102和第二支撑触脚103绕成钩状结构时，转盘22上设置有用于固定第一支撑触脚102的第一卡槽，挡板31上设置有用于固定第二支撑触脚103的第二卡槽，从而实现扭簧100的固定。当然，在其他实施例中，第二支撑触脚103还可以直接勾住挡板31的边缘，以实现扭簧100的固定。

进一步地，承载机构3还包括第一挡块33和第二挡块34，第一挡块33设置于转盘22上，并位于转盘22和挡板31之间，第一支撑触脚102抵接于第一挡块33，第二挡块34设置于挡板31上，并位于转盘22和挡板31之间，第二支撑触脚103抵接于第二挡块34，当第一支撑触脚102和第二支撑触脚103绕成直扭转臂时，可将第一支撑触脚102抵接于第一挡块33，将第二支撑触脚103抵接于挡板31，从而实现扭簧100的固定。

优选地，转盘22上沿径向设置有多个第一连接孔，第一挡块33能够选择性地可拆卸连接于其中一个第一连接孔内，挡板31上设置有多个第二连接孔，第二挡块34能够选择性地可拆卸连接于其中一个第二连接孔内。操作人员可以根据第一支撑触脚102和第二支撑触脚103的长度，在转盘22和挡板31上选取合适的位置分别安装第一挡块33和第二挡块34。

进一步地，加载机构2还包括驱动件21，驱动件21设置于底座1上，驱动件21的输出端与转盘22相连，用于驱动转盘22相对于底座1旋转。驱动件21具体为伺服电机，伺服电机可以精确驱动转盘22旋转预设角度，提高测量结果的精确性。

具体地，转盘22的底部设置有连接轴，底座1上设置有通孔，连接轴穿设于底座1的通孔内，并连接驱动件21的输出轴，应变片4设置于连接轴上。在底座1的通孔内还设置有轴承11，连接轴穿设于轴承11内，使转盘22的转动过程更加平稳。优选地，轴承11与底座1的内孔通过孔用弹性挡圈定位，转盘22与轴承11之间通过轴用弹性挡圈实现轴向的定位。

优选地，底座1上设置有刻度线，刻度线沿转盘22的周向设置，转盘22上设置有指针。通过在底座1上设置圆形刻度线，并在转盘22上设置指针，更方便操作人员观察转盘22的旋转角度。

下面结合图1-图2简述该扭簧刚度测量装置对扭簧100的刚度的测量过程：

(1)根据待测量的扭簧100的簧圈101的长度选取合适的心轴32，并将心轴32安装于转盘22上；

(2)根据第一支撑触脚102和第二支撑触脚103的长度，在转盘22和挡板31上选取合适的位置分别安装第一挡块33和第二挡块34；

(3)将待测量的扭簧100的簧圈101套设于心轴32上，并使第一支撑触脚102抵接于第一挡块33，使第二支撑触脚103抵接于第二挡块34，然后将挡板31沿导柱35向下移动，使挡板31抵接于心轴32上；

(4)利用驱动件21驱动转盘22旋转第一预设角度，使第一支撑触脚102和第二支撑触脚103分别抵紧第一挡块33和第二挡块34，并读取此时的扭矩值T₀；

(5)利用驱动件21驱动转盘22旋转第二预设角度α，并读取此时的扭矩值T₁，则扭簧100的刚度K＝(T₁-T₀)/α，可以连续多次旋转第二预设角度α，并读取当前的扭矩值，以求取扭簧100的刚度的平均值，降低测量误差。

本实施例提供的扭簧刚度测量装置，通过设置心轴组，心轴组包括多个长度不同的心轴32，在使用该扭簧刚度测量装置对扭簧100的刚度进行测量时，首先，根据扭簧100的尺寸选取合适的心轴32安装于转盘22上，其次，将扭簧101套设于心轴32上，使扭簧100的第一支撑触脚102固定于转盘22上，然后，将挡板31抵压于心轴32远离转盘22的一端，并使扭簧100的第二支撑触脚103固定于挡板31上，即可开始对扭簧的刚度进行测量。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种扭簧刚度测量装置，其特征在于，包括：

底座(1)；

加载机构(2)，其包括转动设置于所述底座(1)上的转盘(22)；

承载机构(3)，其包括挡板(31)和心轴组，所述心轴组包括多个长度不同的心轴(32)，所述心轴(32)可拆卸连接于所述转盘(22)上，所述挡板(31)设置于所述底座(1)上，并能够抵压于所述心轴(32)远离所述转盘(22)的一端，待测量的扭簧(100)的簧圈(101)套设于所述心轴(32)上，所述扭簧(100)的第一支撑触脚(102)固定于所述转盘(22)上，所述扭簧(100)的第二支撑触脚(103)固定于所述挡板(31)上；

应变片(4)，其设置于所述转盘(22)上，用于测量所述扭簧(100)的扭矩。

2.根据权利要求1所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述承载机构(3)还包括导柱(35)，所述导柱(35)垂直设置于所述底座(1)上，所述挡板(31)套设于所述导柱(35)上并能够相对其上下滑动，以抵压于所述心轴(32)。

3.根据权利要求1所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述承载机构(3)还包括：

第一挡块(33)，其设置于所述转盘(22)上，并位于所述转盘(22)和所述挡板(31)之间，所述第一支撑触脚(102)抵接于所述第一挡块(33)；

第二挡块(34)，其设置于所述挡板(31)上，并位于所述转盘(22)和所述挡板(31)之间，所述第二支撑触脚(103)抵接于所述第二挡块(34)。

4.根据权利要求3所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述转盘(22)上沿径向设置有多个第一连接孔，所述第一挡块(33)能够选择性地可拆卸连接于其中一个所述第一连接孔内。

5.根据权利要求3所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述挡板(31)上设置有多个第二连接孔，所述第二挡块(34)能够选择性地可拆卸连接于其中一个所述第二连接孔内。

6.根据权利要求1所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，每个所述心轴(32)的一端设置有第一内螺纹孔，另一端设置有外螺纹，所述外螺纹的外径与所述第一内螺纹孔的内径相适配，任意两个所述心轴(32)能够彼此螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述转盘(22)的中心位置设置有第二内螺纹孔，所述心轴(32)设置有外螺纹的一端还能够穿设于所述第二内螺纹孔内。

8.根据权利要求1所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述心轴(32)上还套设有衬套，所述簧圈(101)套设于所述衬套上。

9.根据权利要求1所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述加载机构(2)还包括驱动件(21)，所述驱动件(21)设置于所述底座(1)上，所述驱动件(21)的输出端与所述转盘(22)相连，用于驱动所述转盘(22)相对于所述底座(1)旋转。

10.根据权利要求1-9任一项所述的扭簧刚度测量装置，其特征在于，所述底座(1)上设置有刻度线，所述刻度线沿所述转盘(22)的周向设置，所述转盘(22)上设置有指针。

Images