CN211602254U - 一种发电机扭矩传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种发电机扭矩传感器，包括定子和转子，所述定子包括带有主线圈的主线圈板，转子包括依次固定连接的皮带轮、连接环、次线圈板和信号模块；皮带轮中央设有贯穿的中心孔，中心孔内设有内螺纹，连接环、次线圈板的中部分别设有第一通孔、第二通孔，次线圈板上设有次线圈；皮带轮另一侧螺纹连接发电机扭矩轴，发电机扭矩轴上贴覆应变片，应变片和次线圈分别与信号模块电性连接。本实用新型可以动态测试发电机扭矩，具有体积小、抗偏心载荷能力强、检测信号无线传输、安装方便、检测精度高的特点。

Description

一种发电机扭矩传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种发电机扭矩传感器。

背景技术

扭矩传感器是一种测量设备扭矩信号的仪器，分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。

从测试原理来讲，扭矩传感器可以分为应变型、磁弹性型、磁电型及其他类型等,应变片传感器扭矩测量采用应变电测技术。应变型扭矩传感器是在被测对象的弹性体表面指定位置粘贴电阻应变片，当弹性体受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，由弹性体物理量的变化转变为应变片电学量的变化，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，通过电桥电路实现非电量到电量的监测。

现有的发电机扭矩传感器存在体积较大，不能动态监测发电机的扭矩，检测的扭矩信号通过有线传输，造成布线繁琐的问题；信号模块的供电常采用充电电池，也增加了扭矩传感器的偏心问题，使发电机扭矩轴的扭矩检测精度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种发电机扭矩传感器，该传感器可以动态测试发电机扭矩，具有体积小、抗偏心载荷能力强、检测信号无线传输、安装方便、检测精度高的特点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种发电机扭矩传感器，包括定子和转子，所述定子包括带有主线圈的主线圈板，所述转子包括依次固定连接的皮带轮、连接环、次线圈板和信号模块；所述皮带轮中央设有贯穿的中心孔，所述中心孔内设有内螺纹，所述连接环、次线圈板的中部分别设有第一通孔、第二通孔，所述次线圈板上设有次线圈；所述皮带轮另一侧还螺纹连接发电机扭矩轴，所述发电机扭矩轴上贴覆应变片，所述应变片和次线圈分别与信号模块电性连接。

通过采用上述技术方案，转动皮带轮可以带动转子旋转，从而带动次线圈板转动，主线圈通电与转动的次线圈相互作用，使次线圈产生感应电流给信号模块供电，同时贴覆在发电机扭矩轴在皮带轮的转动作用下，发电机扭矩轴发生形变，发电机扭矩轴上的应变片将形变转换为电信号传送给信号模块，信号模块将电信号无线传输至扭矩测量仪显示分析。

本实用新型进一步设置为：所述中心孔包括两侧等径的光孔和中部的内螺纹孔，所述光孔与内螺纹孔同轴，所述光孔内径大于内螺纹孔内径。

通过采用上述技术方案，可以使发电机扭矩轴上的外螺纹与皮带轮上的内螺纹螺纹连接，同时又使发电机扭矩轴上放置的应变片不与皮带轮的中心孔接触，保证扭矩检测的准确性。

本实用新型进一步设置为：所述发电机扭矩轴前端设有与内螺纹适配的外螺纹，靠近所述外螺纹一侧的发电机扭矩轴上设有下凹台阶，所述台阶平面与发电机扭矩轴的轴线平行，所述发电机扭矩轴沿轴线方向开设盲孔，所述台阶与外螺纹相背的一侧开设第三通孔，所述第三通孔垂直台阶并与盲孔连通，所述应变片贴覆在台阶上，所述应变片通过导线依次穿设第三通孔、盲孔、中心孔、第一通孔和第二通孔与信号模块电连接。

通过采用上述技术方案，可以保证应变片与信号模块连接的导线不影响皮带轮的转动。

本实用新型进一步设置为：所述发电机扭矩轴上设有环状卡槽，所述卡槽位于所述第三通孔与外螺纹之间且靠近第三通孔，所述卡槽设有与其卡接的卡环。

通过采用上述技术方案，卡环卡接在卡槽上，可以防止皮带轮在带动发电机扭矩轴转动过程中，皮带轮内螺纹与发电机扭矩轴的外螺纹螺纹连接过紧，导致皮带轮与发电机扭矩轴拆卸不便的问题。

本实用新型进一步设置为：所述皮带轮旋转方向与外螺纹旋向相反。

通过采用上述技术方案，皮带轮旋转方向与外螺纹旋向相反，可以防止发电机扭矩轴与皮带轮在转动过程中脱离。

本实用新型进一步设置为：所述第一通孔、第二通孔和中心孔同轴。

通过采用上述技术方案，可以保证转子在转动过程中的平衡性，提高扭矩监测的精度。

本实用新型进一步设置为：所述主线圈板与次线圈板相互平行且设有间隙。

通过采用上述技术方案，可以保证次线圈相对与主线圈转动使，能够感应出感应电流给信号模块供电。

本实用新型进一步设置为：所述主线圈板和次线圈板均采用电木材质。

通过采用上述技术方案，主线圈板和次线圈板均采用电木材质，保证主线圈与主线圈板、次线圈与次线圈板之间的绝缘性，防止发生安全事故。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

本实用新型结构简单，轴向尺寸小，灵敏度高，可随被测扭矩输出轴同步旋转，可用于实际工况下的动态扭矩监测。

本实用新型设置主线圈和次线圈，通过两者的相对运动，次线圈产生感应电流给信号模块供电，无需使用充电电池供电，可以使传感器抗偏心载荷能力增强，转子转动就可以为信号模块提供用电。

本实用新型通过设置信号发射模块，将应变片的检测信号通过无线发射方式送出，监测方便，避免了有线传送中测量方式的局限性及布线繁琐的不足，提高了检测精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的爆炸图；

图3是本实用新型的剖视图；

图4是本实用新型的发电机扭矩轴结构示意图。

图示，1、定子；11、主线圈；2、转子；3、皮带轮；31、中心孔；311、内螺纹；312、光孔；4、连接环；41、第一通孔；5、次线圈板；51、第二通孔；6、信号模块；7、发电机扭矩轴；71、外螺纹；72、台阶；73、盲孔；74、第三通孔；75、卡槽；8、应变片；9、卡环。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-4所示，一种发电机扭矩传感器，包括定子1和转子2，定子1包括带有主线圈11的主线圈板（图中未画出），本实施例中，主线圈板固定在电机扭矩轴相对一侧。转子2包括依次固定连接的皮带轮3、连接环4、次线圈板5和信号模块6；皮带轮3中央设有贯穿的中心孔31，中心孔31内设有内螺纹311，连接环4、次线圈板5的中部分别设有第一通孔41、第二通孔51，次线圈板5上设有次线圈（图中未画出）；皮带轮3另一侧还螺纹连接发电机扭矩轴7，发电机扭矩轴7上贴覆应变片8，应变片8和次线圈分别与信号模块6电性连接。

通过转动皮带轮3可以带动转子2旋转，从而带动次线圈板5转动，转动的次线圈板5带动次线圈与相对的通电主线圈11相互作用，次线圈产生感应电流给信号模块6供电，同时贴覆在发电机扭矩轴7上的应变片8在皮带轮3带动发电机扭矩轴7转动过程中发生形变，应变片8将形变转换为电信号传送给信号模块6，信号模块6将电信号无线传输至扭矩测量仪显示分析。

本实施的中心孔31包括两侧等径的光孔312和中部的内螺纹孔，光孔312与内螺纹孔同轴，光孔312内径大于内螺纹孔内径。发电机扭矩轴7上的外螺纹71与皮带轮3上的内螺纹311螺纹连接，光孔312内径大于内螺纹孔内径，使发电机扭矩轴7上放置在下凹台阶72上的应变片8与皮带轮3的光孔312之间存在间隙，保证应变片8能够反映发电机扭矩轴7的真实变形，提高检测的准确性。

发电机扭矩轴7前端设有与内螺纹孔的内螺纹311适配的外螺纹71，靠近外螺纹71一侧的发电机扭矩轴7上设有下凹台阶72，台阶72平面与发电机扭矩轴的轴线平行，发电机扭矩轴7沿轴线方向开设盲孔73，台阶72与外螺纹71相背的一侧开设第三通孔74，第三通孔74垂直台阶72并与盲孔73连通，应变片8贴覆在台阶72上，应变片8通过导线依次穿设第三通孔74、盲孔73、中心孔31、第一通孔41和第二通孔51与信号模块6电连接。

设置第三通孔74和与其连通的盲孔73，方便应变片8与信号模块6连接导线的排布，防止导线与皮带轮3发生干涉；设置下凹台阶72，可以使贴覆在台阶72上的应变片8不与皮带轮3相接触，保证了应变片8发送数据的准确性。

本实施例中，发电机扭矩轴7上设有环状卡槽75，卡槽75位于第三通孔74与外螺纹71之间且靠近第三通孔74，卡槽75设有与其卡接的卡环9。卡环9卡接在卡槽75上，可以防止皮带轮3在带动发电机扭矩轴7转动过程中，皮带轮3内螺纹311与发电机扭矩轴7的外螺纹71螺纹连接过紧，提高安装维护的便捷性。

本实施例中，为了防止发电机扭矩轴7与皮带轮3在转动过程中脱离，皮带轮3旋转方向与外螺纹71旋向相反。

为了保证转子2在旋转过程中的平衡性，第一通孔41、第二通孔51和中心孔31同轴。

主线圈板与次线圈板5相互平行且设有间隙，使次线圈随次线圈板5转动时，与相对的通点的主线圈11相互作用，次线圈能够感应出感应电流给信号模块6供电。

为了保证主线圈11与主线圈板、次线圈与次线圈板5之间的绝缘性，防止发生安全事故，主线圈板和次线圈板5均采用电木材质。

本实用新型的工作过程如下：

首先在被测发电机扭矩轴7的台阶72上贴覆应变片8，将发电机扭矩轴7前端的外螺纹71与皮带轮3的内螺纹孔丝接，将连接应变片8的导线依次穿设第三通孔74、盲孔73、中心孔31、第一通孔41和第二通孔51与信号模块6电连接，卡环9卡入发电机扭矩轴7的卡槽75内，再将带有主线圈11的主线圈板固定在次线圈板5相对一侧平行设置，给主线圈11通电；通过动力系统使皮带轮3转动，皮带轮3带动次线圈板5相对于通电的主线圈转动，使次线圈产生感应电流给信号模块6供电；同时，皮带轮3产生角位移，也会带动发电机扭矩轴7发生形变，通过粘贴在发电机扭矩轴7上的应变片8感受扭矩的变化，将其转换成变化的电信号传送给信号模块6，最后将电信号通过信号模块6无线传输至扭矩测量仪显示分析。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发电机扭矩传感器，其特征在于,包括定子(1)和转子(2)，所述定子(1)包括带有主线圈(11)的主线圈板，所述转子(2)包括依次固定连接的皮带轮(3)、连接环(4)、次线圈板(5)和信号模块(6)；所述皮带轮(3)中央设有贯穿的中心孔(31)，所述中心孔(31)内设有内螺纹(311)，所述连接环(4)、次线圈板(5)的中部分别设有第一通孔(41)、第二通孔(51)，所述次线圈板(5)上设有次线圈；所述皮带轮(3)另一侧还螺纹连接发电机扭矩轴(7)，所述发电机扭矩轴(7)上贴覆应变片(8)，所述应变片(8)和次线圈分别与信号模块(6)电性连接。

2.如权利要求1所述的发电机扭矩传感器，其特征在于, 所述中心孔(31)包括两侧等径的光孔(312)和中部的内螺纹孔，所述光孔(312)与内螺纹孔同轴，所述光孔(312)内径大于内螺纹孔内径。

3.如权利要求1所述的发电机扭矩传感器，其特征在于, 所述发电机扭矩轴(7)前端设有与内螺纹(311)适配的外螺纹(71)，靠近所述外螺纹(71)一侧的发电机扭矩轴(7)上设有下凹台阶(72)，所述台阶(72)平面与发电机扭矩轴的轴线平行，所述发电机扭矩轴(7)沿轴线方向开设盲孔(73)，所述台阶(72)与外螺纹（71）相背的一侧开设第三通孔(74)，所述第三通孔(74)垂直台阶(72)并与盲孔(73)连通，所述应变片(8)贴覆在台阶(72)上，所述应变片(8)通过导线依次穿设第三通孔(74)、盲孔(73)、中心孔(31)、第一通孔(41)和第二通孔(51)与信号模块(6)电连接。

4.如权利要求3所述的发电机扭矩传感器，其特征在于,所述发电机扭矩轴(7)上设有环状卡槽(75)，所述卡槽(75)位于所述第三通孔(74)与外螺纹(71)之间且靠近第三通孔(74)，所述卡槽(75)设有与其卡接的卡环(9)。

5.如权利要求3所述的发电机扭矩传感器，其特征在于, 所述皮带轮(3)旋转方向与外螺纹(71)旋向相反。

6.如权利要求1所述的发电机扭矩传感器，其特征在于, 所述第一通孔(41)、第二通孔(51)和中心孔(31)同轴。

7.如权利要求1所述的发电机扭矩传感器，其特征在于, 所述主线圈板与次线圈板(5)相互平行且设有间隙。

8.如权利要求1或7所述的发电机扭矩传感器，其特征在于,所述主线圈板和次线圈板(5)均采用电木材质。

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