CN214471442U - 一种扭矩传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扭矩传感器，包括壳体，壳体两端分别设置有与电机相连的输入轴和用于与待测工件相连的输出轴，输入轴与输出轴之间设置有测力传感器，测力传感器与输入轴相连，输出轴对应测力传感器的一端设置有配合部，测力传感器与配合部相抵接，壳体上另设置有信号输出组件，测力传感器与信号输出组件电连接。通过采用上述技术方案，相较于现有技术，本实用新型第一精确度更高，可检测以g为单位的施力状态，而传统扭矩传感器一般检测以kg为单位，在检测微小型扭矩时误差较大；第二，应变片形变受到温度等众多因素影响，易产生较大误差，而测力传感器通过与配合部相抵，感受输出轴受力状态，更加精准，灵敏性较高。

Description

一种扭矩传感器

技术领域

本实用新型涉及扭矩传感器技术领域，尤其涉及一种扭矩传感器。

背景技术

扭矩传感器作为一种力矩测量装置，在需要精确测量力矩的场合应用十分广泛。特别是随着自动化水平的不断提高，在机器人关节中普遍使用扭矩传感器测量关节受力情况，进而实现机器人的力闭环控制，保障机器人操作的安全性与灵活性。近年来随着灵巧手、微型机器人等高新科技的发展，对微小型扭矩传感器的需求也越来越显著，如何在有限的空间内提高扭矩传感器测量的灵敏度，是微型扭矩传感器发展亟待解决的问题之一。

扭矩传感器根据将力矩信息转化为电信号的原理不同，可以分为电容式、电磁式和应变式等，其中应变式扭矩传感器以可靠度高、灵敏度好等优点应用最普遍。现有技术中的扭矩传感器需要在切向位置粘贴应变片，不利于传感器小型化，且对微小型扭矩传感器的精确度无法达到需求。

实用新型内容

综上所述，为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种扭矩传感器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种扭矩传感器，包括壳体，壳体两端分别设置有与电机相连的输入轴和用于与待测工件相连的输出轴，所述输入轴与所述输出轴之间设置有测力传感器，所述测力传感器与所述输入轴相连，所述输出轴对应所述测力传感器的一端设置有配合部，所述测力传感器与所述配合部相抵接，所述壳体上另设置有信号输出组件，所述测力传感器与所述信号输出组件电连接。

通过采用上述技术方案，电机带动输入轴转动从而带动测力传感器转动，测力传感器与配合部相抵，从而检测到与待测工件相连的输出轴其配合部受到的施力状态，然后通过信号输出组件将测力传感器的电信号向外输出，相较于现有技术采用应变式扭矩传感器需要在切向位置粘贴应变片，本实用新型第一精确度更高，可检测以g为单位的施力状态，而传统扭矩传感器一般检测以kg为单位，在检测微小型扭矩时误差较大；第二，应变片形变受到温度等众多因素影响，易产生较大误差，而测力传感器通过与配合部相抵，感受输出轴受力状态，更加精准，灵敏性较高；第三，结构简单，有利于传感器小型化，适用性广。

本实用新型进一步设置：所述输入轴对应测力传感器的一端设置有安装座，所述安装座包括用于固定安装所述测力传感器的安装腔和用于容纳配合部的容纳腔，所述安装腔与容纳腔之间通过隔板相间隔，所述测力传感器包括敏感元件和转换元件，所述转换元件设置于所述隔板对应所述安装腔的一侧，所述隔板上设置有与所述敏感元件相适配的通孔，所述敏感元件一端与所述转换元件相连，另一端穿过所述通孔进入所述容纳腔，所述输出轴一端设置于所述壳体外，另一端插入所述容纳腔内并与敏感元件相抵。

通过采用上述技术方案，输出轴设置于所述壳体外的一端与待测工件相连，另一端设置于壳体内的安装座内的容纳腔里，配合部与敏感元件相对抵触设置，通过敏感元件感受配合部的受力变化，通过转换元件将敏感元件输出的中间非电量转换为可以被传感器利用的电量，然后将电信号通过信号输出组件输出，因其直接传输受力数据，使得扭矩无需经过更多复杂的运算，更加简单明了和精准，同时设置安装座固定测力传感器，提高运行的稳定性。

本实用新型进一步设置：所述安装腔对应隔板的另一侧设置有安装块，所述安装块与所述转换元件之间设置有弹簧，所述转换元件对应所述弹簧的一侧设置有用于容纳弹簧的限位槽，所述弹簧与转换元件的限位槽内壁相抵。

通过采用上述技术方案，相较于直接将测力传感器固定于隔板上，设置弹簧使测力传感器从刚性到柔性连接，避免当受力过大时损坏测力传感器，延长使用寿命，设置限位槽，对弹簧进行限位，进一步增加运行的稳定性。

本实用新型进一步设置：所述壳体内对应所述输入轴的一端设置有电滑环，所述电滑环包括与所述壳体相卡接的外壳，所述外壳设置有与所述输入轴相适配的第一通道，所述输入轴一端穿过所述第一通道并与所述安装座相连，所述外壳与所述第一通道之间设置有线圈，所述线圈对应所述安装座的一端与转换元件之间通过电线相连，所述安装座上设置有供电线穿过的第二通道，所述线圈另一端与信号输出组件电连接。

通过采用上述技术方案，由于壳体不动，安装座随输入轴转动，为避免电线在在旋转过程中缠绕，通过设置电滑环，将测力传感器与信号输出组件电连接，使得转动过程避免电线缠绕造成无法运行，进增加运行的稳定性；设置第一通道，实现电滑环内动外不动，即输入轴穿过电滑环带动安装座转动；设置第二通道，使电线从指定途径穿过，简化结构，同时对电线起到整理和限定的作用，一步增加安全性和稳定性。

本实用新型进一步设置：所述安装座对应所述输入轴的一端与所述壳体之间设置有滚珠轴承。

通过采用上述技术方案，由于壳体与机台固定，为减小摩擦给测量带来的误差，设置滚珠轴承使输入轴与壳体之间转动更加顺畅，增加精度。

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式。

附图说明

图1为本实用新型实施例的立体图；

图2为本实用新型实施例的局部结构图；

图3为图2的A部放大图；

图4为本实用新型实施例的剖视图；

附图标记：1.壳体，2.输入轴，3.输出轴，31.配合部，4.测力传感器，41.敏感元件，42.转换元件，421.限位槽，5.信号输出组件， 6.安装座，61.安装腔，62.容纳腔，63.隔板，631.通孔，64.安装块，65.弹簧，66.第二通道，7.电滑环，71.外壳，711.第一通道，72.线圈，8.滚珠轴承。

具体实施方式

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以个据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

参见附图1-4，本实施例公开的一种扭矩传感器，包括壳体1，壳体1两端分别设置有与电机相连的输入轴2和用于与待测工件相连的输出轴3，所述输入轴2与所述输出轴3之间设置有测力传感器4，所述测力传感器4与所述输入轴2相连，所述输出轴3对应所述测力传感器4的一端设置有配合部31，所述测力传感器4与所述配合部31相抵接，所述壳体1上另设置有信号输出组件5，所述测力传感器4与所述信号输出组件5电连接。

本实施例进一步设置：所述输入轴2对应测力传感器4的一端设置有安装座6，所述安装座6包括用于固定安装所述测力传感器4的安装腔61和用于容纳配合部31的容纳腔62，所述安装腔61与容纳腔62之间通过隔板63相间隔，所述测力传感器4包括敏感元件41和转换元件42，所述转换元件42设置于所述隔板63对应所述安装腔61的一侧，所述隔板63上设置有与所述敏感元件41相适配的通孔631，所述敏感元件41一端与所述转换元件42相连，另一端穿过所述通孔631进入所述容纳腔62，所述输出轴3一端设置于所述壳体1外，另一端插入所述容纳腔62内并与敏感元件41相抵。

本实施例进一步设置：所述安装腔61对应隔板63的另一侧设置有安装块64，所述安装块64与所述转换元件42之间设置有弹簧65，所述转换元件42对应所述弹簧65的一侧设置有用于容纳弹簧65的限位槽421，所述弹簧65与转换元件42的限位槽421内壁相抵。

本实施例进一步设置：所述壳体1内对应所述输入轴2的一端设置有电滑环7，所述电滑环7包括与所述壳体1相卡接的外壳71，所述外壳71设置有与所述输入轴2相适配的第一通道711，所述输入轴2一端穿过所述第一通道711并与所述安装座6相连，所述外壳71与所述第一通道711之间设置有线圈72，所述线圈72对应所述安装座6的一端与转换元件42之间通过电线相连，所述安装座6上设置有供电线穿过的第二通道66，所述线圈72另一端与信号输出组件5电连接。

本实施例进一步设置：所述安装座6对应所述输入轴2的一端与所述壳体1之间设置有滚珠轴承8。

上述的“之间”并不仅仅指方位、位置之间，还包括指不同零件的相互作用之间的意思，上述的“上、下”只是相对描述，便于描述和理解，不排除使用其它可能性。

尽管本文较多地使用了壳体1，输入轴2，输出轴3，配合部31，测力传感器4，敏感元件41，转换元件42，限位槽421，信号输出组件5，安装座6，安装腔61，容纳腔62，隔板63，通孔631，安装块64，弹簧65，第二通道66，电滑环7，外壳71，第一通道711，线圈72，滚珠轴承8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (5)

1.一种扭矩传感器，其特征在于：包括壳体，壳体两端分别设置有与电机相连的输入轴和用于与待测工件相连的输出轴，所述输入轴与所述输出轴之间设置有测力传感器，所述测力传感器与所述输入轴相连，所述输出轴对应所述测力传感器的一端设置有配合部，所述测力传感器与所述配合部相抵接，所述壳体上另设置有信号输出组件，所述测力传感器与所述信号输出组件电连接。

2.根据权利要求1所述的一种扭矩传感器，其特征在于：所述输入轴对应测力传感器的一端设置有安装座，所述安装座包括用于固定安装所述测力传感器的安装腔和用于容纳配合部的容纳腔，所述安装腔与容纳腔之间通过隔板相间隔，所述测力传感器包括敏感元件和转换元件，所述转换元件设置于所述隔板对应所述安装腔的一侧，所述隔板上设置有与所述敏感元件相适配的通孔，所述敏感元件一端与所述转换元件相连，另一端穿过所述通孔进入所述容纳腔，所述输出轴一端设置于所述壳体外，另一端插入所述容纳腔内并与敏感元件相抵。

3.根据权利要求2所述的一种扭矩传感器，其特征在于：所述安装腔对应隔板的另一侧设置有安装块，所述安装块与所述转换元件之间设置有弹簧，所述转换元件对应所述弹簧的一侧设置有用于容纳弹簧的限位槽，所述弹簧与转换元件的限位槽内壁相抵。

4.根据权利要求2所述的一种扭矩传感器，其特征在于：所述壳体内对应所述输入轴的一端设置有电滑环，所述电滑环包括与所述壳体相卡接的外壳，所述外壳设置有与所述输入轴相适配的第一通道，所述输入轴一端穿过所述第一通道并与所述安装座相连，所述外壳与所述第一通道之间设置有线圈，所述线圈对应所述安装座的一端与转换元件之间通过电线相连，所述安装座上设置有供电线穿过的第二通道，所述线圈另一端与信号输出组件电连接。

5.根据权利要求2所述的一种扭矩传感器，其特征在于：所述安装座对应所述输入轴的一端与所述壳体之间设置有滚珠轴承。

Images