CN215931163U - 扭矩传感器标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械试验设备技术领域，提供一种扭矩传感器标定装置，包括：机架；标定组件，包括：转轴，所述转轴水平设置且转动连接于所述机架；标定臂，所述标定臂包括标定部和平衡部，所述平衡部的长度小于所述标定部的长度；所述标定臂连接于所述转轴，所述标定部与所述平衡部位于所述转轴的两侧且保持平衡。标定臂包括标定部和平衡部，标定部和平衡部位于转轴的两侧且保持平衡，平衡部的长度小于标定部，在标定扭矩传感器时，平衡部占用的空间较小，降低了安装时占用的空间，标定装置的整体尺寸减小，结构更加精简。

Description

扭矩传感器标定装置

技术领域

本实用新型涉及机械试验设备技术领域，特别是涉及一种扭矩传感器标定装置。

背景技术

在机械领域中，传动轴将驱动装置的扭矩传递至执行装置，进而实现各种功能。传动轴传递扭矩的大小，决定了执行时的功率以及效果。扭矩传感器是在各种旋转或非旋转机械部件上对扭转扭矩进行检测的仪器，可以将扭矩的物理变化转换为精确的电信号。在变速箱等动力系统测试时，通常会在传动轴上安装扭矩传感器，以获取被测件的实际扭矩。扭矩传感器通常半年进行一次标定，一般需要标定扭矩传感器的零漂、准确度、线性度和重复性，然后再将标定结果通过软件对扭矩传感器的误差进行补偿。

相关技术中，标定装置的结构较复杂，尺寸较大，安装时占用空间较大，不便于使用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种扭矩传感器标定装置，标定臂包括设置在转轴两侧的标定部和平衡部，平衡部的长度较短，标定时占用空间较小，降低了标定装置的整体尺寸。

根据本实用新型实施例提供的一种扭矩传感器标定装置，包括：

机架；

标定组件，包括：

转轴，所述转轴水平设置且转动连接于所述机架；

标定臂，所述标定臂包括标定部和平衡部，所述平衡部的长度小于所述标定部的长度；

所述标定臂连接于所述转轴，所述标定部与所述平衡部位于所述转轴的两侧且保持平衡。

根据本实用新型的一个实施例，所述标定组件还包括：

转盘，所述转盘的中心连接于所述转轴，且所述转盘的边缘设置有至少两个定位孔，所述标定臂连接于所述定位孔。

根据本实用新型的一个实施例，所述标定臂还包括：

中心环，所述中心环设置于所述标定部和所述平衡部之间，且所述中心环上设置有至少两个安装孔，所述安装孔可拆卸连接于所述定位孔。

根据本实用新型的一个实施例，所述转盘还包括：

定位凸起，设置于所述转盘靠近所述中心环的一侧，所述中心环设置于所述定位凸起的外侧；

压紧环，设置于所述转盘远离所述中心环的一侧，且所述压紧环与所述中心环通过所述定位孔连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述机架包括：

机座，所述机座上形成有位置调整结构；

第一安装座，固定连接于所述机座，且转动连接于所述转轴；

第二安装座，可拆卸连接于所述位置调整结构，且与所述第一安装座间隔设置，所述标定组件设置于所述第一安装座和所述第二安装座之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述机架还包括：

轴承座，设置于所述第一安装座靠近所述标定组件的一侧，所述轴承座内设置有至少一个滚动轴承，所述转轴连接于所述滚动轴承。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一安装座上与所述转轴对应的位置形成有通孔，所述通孔适于使所述转轴通过。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二安装座与所述标定组件的相邻侧均可拆卸连接有法兰盘，所述法兰盘适于连接传动轴。

根据本实用新型的一个实施例，所述标定臂还包括：

砝码吊装孔，设置于所述标定部远离所述平衡部的一端；

和/或，所述标定臂还包括：

配重吊装孔，所述标定部和所述平衡部均设置有所述配重吊装孔。

根据本实用新型的一个实施例，所述砝码吊装孔的孔心与所述转轴的轴心之间的距离为0.5m～2.0m。

本实用新型中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

扭矩传感器标定装置包括机架与标定组件，标定组件包括转轴与标定臂，转轴水平设置且转动连接于机架，标定臂连接于转轴，可以随着转轴运动。标定臂包括标定部和平衡部，标定部和平衡部位于转轴的两侧且保持平衡，平衡部的长度小于标定部，在标定扭矩传感器时，平衡部占用的空间较小，降低了安装时占用的空间，标定装置的整体尺寸减小，结构更加精简。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的扭矩传感器标定装置的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的扭矩传感器标定装置的剖面图；

图3为本实用新型实施例提供的扭矩传感器标定装置的俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的标定组件的示意图。

附图标记：

1：机架； 11：机座； 12：第一安装座；

121：通孔； 13：第二安装座； 14：轴承座；

141：滚动轴承； 15：法兰盘； 2：标定组件；

21：转轴； 22：标定臂； 2210：砝码吊装孔；

2211：配重吊装孔； 222：平衡部； 223：中心环；

23：转盘； 231：定位孔； 232：定位凸起；

233：压紧环； 221：标定部。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。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实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

相关技术中，标定装置的结构较复杂，尺寸较大，安装时占用空间较大，不便于使用。

根据本实用新型实施例提供的一种扭矩传感器标定装置，请参阅图1至图4，包括机架1和标定组件2。

机架1用于支撑标定组件2以及传动轴100，使两者之间的位置保持稳定。

标定装置工作时，扭矩传感器根据传动轴100的变形情况获取扭矩的大小，标定时需要避免机架1变形，避免对扭矩传感器的检测结果产生影响，机架1具有较大的刚性，采用铸铁或者其它不易变形的材料制作。

标定组件2包括转轴21和标定臂22。

转轴21转动连接于机架1，在机架1的作用下维持水平状态。标定臂22连接于转轴21，可以沿着转轴21转动。

标定装置工作时，传动轴100的第一端固定连接于机架1，第二端固定连接于标定组件2，传动轴100与转轴21同轴设置。

在标定臂22上施加作用力，标定臂22在作用力下沿着转轴21转动，进而在转轴21处形成扭矩。转轴21上的扭矩传递至传动轴100，在扭矩确定的情况下，传动轴100的扭转变形量也是确定的。

扭矩传感器安装在传动轴100上，将扭矩传感器测得的扭矩与作用力产生的理论扭矩进行对比，分析扭矩传感器的零漂、准确度、线性度和重复性，然后通过软件对扭矩传感器的误差进行补偿。

本实用新型实施例中，标定臂22包括标定部221和平衡部222，平衡部222的长度小于标定部221，标定部221以及平衡部222位于转轴21的两侧，可以维持平衡状态。平衡部222的尺寸较短，标定部221形成单悬臂结构。

标定部221的重心到转轴21轴心的距离为第一间距，平衡部222的重心到转轴21轴心的距离为第二间距，则存在标定部221的重量与第一间距的乘积等于平衡部222的重量与第二间距的乘积。在自然状态下，标定臂22处于水平的平衡状态。

需要说明的是，改变平衡部222的结构形状时，平衡部222的长度可以进一步缩小，降低了标定装置的体积，使用时更加方便。

标定装置工作时，在标定部221上施加确定的作用力，作用力在转轴21处形成确定的扭矩，标定组件2将扭矩传递至传动轴100，将扭矩传感器的实测扭矩与理论扭矩进行对比，可以对扭矩传感器进行标定。

标定臂22为单悬臂结构，结构简单，减少了安装时的空间占用，标定装置的结构更加精简。

在一项实施例中，标定部221为杆状结构，平衡部222为扇形结构，平衡部222的尺寸较小，对标定装置的尺寸影响较小。

本实用新型实施例提供的扭矩传感器标定装置，标定组件2包括转轴21和标定臂22，用以将确定的扭矩传递至传动轴100。

根据本实用新型的一个实施例，标定组件2还包括转盘23，转盘23为圆盘状结构。

转盘23的中心连接于转轴21，转轴21转动时，转盘23同步转动。

转盘23的边缘设置有多个定位孔231，标定臂22连接于定位孔231。改变标定臂22与不同定位孔231的连接关系，可以使标定臂22相对于转盘23转动。

在一项实施例中，定位孔231均匀分布在转盘23上，调整标定臂22的角度时，根据定位孔231的数量来确定。

标定装置工作时，将传动轴100固定在机架1和转盘23之间，在传动轴100两端连接位置不对称或者存在固有形变时，标定臂22可能处于非水平状态。在标定臂22上施加作用力，非水平状态的标定臂22会影响扭矩的大小，进而影响扭矩传感器的标定精度。

通过调整标定臂22与转盘23上定位孔231的连接关系，可以将标定臂22调整至水平状态，提升了扭矩传感器的标定精度。

在一项实施例中，定位孔231沿着转盘23的边缘环向分布，可以保持转盘23自身的平衡与稳定，还可以增加标定臂22的角度调整范围。

标定臂22可拆卸连接于转盘23的定位孔231，可以调整标定臂22相对于转盘23的角度。

根据本实用新型的一个实施例，标定臂22还包括中心环223，中心环223设置在标定部221和平衡部222之间。

中心环223自身保持对称，不会影响标定臂22的平衡性，避免影响扭矩传感器的标定精度。

中心环223上设置有多个安装孔，安装孔之间的间距与定位孔231之间的间距保持一致。调整中心环223相对于转盘23的角度，可以改变标定臂22的角度，使标定臂22处于水平状态。

安装孔与定位孔231之间可拆卸连接，例如通过螺栓或者连接柱等，方便随时调整标定臂22的角度。

需要说明的是，定位孔231之间的间距越小，标定臂22调整角度时越精确，可以通过增加定位孔231的密度来提升标定臂22的角度精度。

在一项实施例中，在转盘23和中心环223的其中一个上设置环形槽，在另一个上设置环形凸起，环形凸起滑动连接于环形槽。

环形凸起相对于环形槽转动时，标定臂22的角度发生改变，该结构需要在转盘23和中心环223之间设置锁紧件，调整标定臂22的角度后，通过锁紧件将转盘23与中心环223锁定在一起。

根据本实用新型的一个实施例，转盘23还包括定位凸起232以及压紧环233。

定位凸起232设置在转盘23靠近中心环223的一侧，定位凸起232为圆台状结构，可以插设在中心环223中。中心环223设置在定位凸起232的外侧，中心环223与转盘23发生相对转动时，定位凸起232可以增加中心环223的位置稳定性。

压紧环233设置在转盘23远离中心环223的一侧，通过定位孔231连接于中心环223。

压紧环233与中心环223之间通过螺栓或者其它连接件固定在一起，螺栓穿过定位孔231，一端连接于压紧环233，另一端连接于中心环223。

机架1用于固定标定组件2以及传动轴100，使两者之间的位置保持稳定。

根据本发明的一个实施例，机架1包括机座11、第一安装座12以及第二安装座13。

机座11用于维持第一安装座12和第二安装座13之间的位置关系，同时机座11上设置有位置调整结构，用于改变第一安装座12和第二安装座13之间的距离。

第一安装座12固定在机座11上，转动连接于转轴21，可以使转轴21处于水平状态。

第二安装座13可拆卸连接于位置调整结构，通过位置调整结构改变第二安装座13相对于机座11的位置时，第一安装座12与第二安装座13之间的间距发生变化。

标定组件2设置在第一安装座12与第二安装座13之间，可以将标定臂22上的扭矩传递至传动轴100。

标定装置工作时，传动轴100的第一端连接于第二安装座13，第二端连接于标定组件2。在标定组件2包括转盘23时，传动轴100的第二端连接于转盘23。

相关技术中，第一安装座12和第二安装座13之间的距离是固定的，只能对一种长度规格的传动轴100进行试验，传动轴100的规格不同时，需要使用多个标定装置，增加了标定成本和测试周期，成本昂贵。

第二安装座13可拆卸连接于位置调整结构，可以改变与第一安装座12之间的间距，能够满足不同规格传动轴100的测试需求，降低了标定成本和测试周期，使用时更加方便。

在一项实施例中，位置调整结构为单排或者多排条形孔，第二安装座13沿着条形孔滑动时，第一安装座12与第二安装座13之间的间距改变。

在另一项实施例中，位置调整结构为单排或者多排螺孔，第二安装座13连接于不同的螺孔时，第一安装座12与第二安装座13之间的间距改变。

标定装置工作时，通过调整第二安装座13在机座11上的位置，可以改变第二安装座13与标定组件2之间的距离，能够满足不同规格传动轴100的测试需求。

本实用新型实施例提供的扭矩传感器标定装置，标定组件2的转轴21转动连接于第一安装座12，可以在第一安装座12的支撑下保持水平。

根据本实用新型的一个实施例，机架1还包括轴承座14。轴承座14设置在第一安装座12靠近标定组件2的一侧，轴承座14内形成有轴孔，转轴21插设在轴孔内。轴孔水平设置，可以将转轴21以水平姿态悬挑起来。

轴承座14的轴孔具有一定的长度，转轴21插入轴孔内时，与轴孔的接触距离较长，稳定性高。

在一项实施例中，轴承座14的轴孔内设置有滚动轴承141，转轴21连接于滚动轴承141。滚动轴承141可以增加转轴21转动时的稳定性，还可以降低转轴21转动时的摩擦力，减少标定装置的误差，提高了扭矩传感器的标定精度。

标定组件2的转轴21插设在轴承座14内，在传动轴100连接于第二安装座13和标定组件2之后，传动轴100可能受到来自第二安装座13和标定组件2上的轴向力，轴向力将会增加标定组件2转动时的阻力，进而影响标定装置的精度。

根据本实用新型的一项实施例，第一安装座12上与转轴21对应的位置设置有通孔121，即与轴承座14的轴孔所对应的位置，通孔121可以允许转轴21通过。

标定装置工作时，将传动轴100安装在第二安装座13和标定组件2之间，传动轴100上存在轴向力时，转轴21可以沿着轴孔以及通孔121向外小幅度运动，可以消除传动轴100上的轴向力，降低了标定组件2转动时的阻力，提升了标定装置的精度。

在轴承座14的轴孔长度足够时，转轴21可以在轴孔内小幅度运动，此时不需要设置通孔121。

标定装置工作时，传动轴100的第一端连接于第二安装座13，第二端连接于标定组件2。在标定组件2包括转盘23时，传动轴100的第二端连接于转盘23。

不同传动轴100的端部连接结构存在差异，将传动轴100安装在第二安装座13和标定组件2之间时，可能存在不匹配的现象，标定时需要更换专门的标定装置，提升了标定成本和测试周期。

根据本实用新型的一个实施例，第二安装座13和标定组件2的相邻侧均设置有法兰盘15。

标定装置工作时，将传动轴100的第一端连接于第二安装座13上的法兰盘15，第二端连接于标定组件2上的法兰盘，安装时方便快捷，提升了测试效率。

法兰盘15可拆卸连接于第二安装座13或者标定组件2，在面对不同型号的传动轴100时，更换对应的法兰盘即可。

法兰盘15与第二安装座13之间通过螺栓或者锁紧件连接，更换时简单快捷。

在一项实施例中，为了避免法兰盘15出现滑动或者转动，法兰盘15的安装位置处设置限位结构，例如限位槽、限位凸起等，可以避免法兰盘15相对于第二安装座13或者标定组件2出现移动。

在标定组件2包括转盘23的情况下，传动轴100第二端连接的法兰盘15安装在转盘23上。

相关技术中，在标定臂22的一端安装砝码座，通过砝码的重力在传动轴100上施加扭矩。砝码座的结构确定时，能够安装砝码的类型受到限制，适用范围较窄。

根据本实用新型的一个实施例，标定部221上设置有砝码吊装孔2210，砝码吊装孔2210设置于标定部221远离平衡部222的一端。

标定臂22工作时，在砝码吊装孔2210处悬挂砝码，通过砝码的重力对传动轴100施加扭矩。

砝码吊装孔2210可以吊装任意类型的砝码，不受砝码形状、结构、尺寸的限制，扩大了标定装置的适用范围。

理论上标定臂22在没有外力作用时，始终处于水平状态，在标定臂22上吊装砝码之后，砝码的重力在传动轴100处形成扭矩。然而，随着标定装置使用次数的增加，标定臂22、转盘23或者标定组件2上的其它构件可能存在磨损的情况，标定臂22在自然状态下不一定水平，可能导致标定结果的偏差。

根据本实用新型的一个实施例，标定臂22的标定部221和平衡部222上均设置有配重吊装孔2211。

在标定部221上扬时，可以在标定部221上的配重吊装孔2211上悬挂配重件，可以使标定臂22恢复水平状态。

在平衡部222上扬时，可以在平衡部222上的配重吊装孔2211上悬挂配重件，可以使标定臂22恢复水平状态。

配重件可以是规格较小的砝码，也可是其它满足重量要求的物体。

标定装置工作时，在标定臂22上悬挂砝码，砝码的重力在转轴21处形成确定的扭矩。设砝码的质量为M，重力加速度为g，砝码吊装孔2210的孔心与转轴21的轴心之间的距离为L，转轴21处形成的理论扭矩为T，则存在以下关系：T＝M*g*L。

传动轴100上安装有扭矩传感器，在传动轴100受到扭矩作用时，扭矩传感器将传动轴100的形变转化为电信号，可以显示实测的扭矩T’，通过对比分析实测扭矩T’和理论扭矩T之间的关系，可以对扭矩传感器进行标定。

在一项实施例中，砝码吊装孔2210的孔心与转轴21的轴心之间的距离为0.5m～2.0m。

标定部221的长度适当，不仅方便检测人员操作使用，还使得标定装置的结构更精简。

砝码吊装孔2210可以仅设置在标定部221的端部，也可以沿着标定部221的延伸方向设置多个。

在一项实施例中，砝码吊装孔2210的孔心到转轴21的轴心之间的距离为1m。

在计算转轴21处的理论扭矩T时，T＝M*g*1，可以通过砝码的质量直接读出理论扭矩T的数值，简化了计算过程，提高了测试的速度。

综上所述，本实用新型实施例提供的扭矩传感器标定装置，包括机架与标定组件，标定组件包括转轴与标定臂，转轴水平设置且转动连接于机架，标定臂连接于转轴，可以随着转轴运动。标定臂包括标定部和平衡部，标定部和平衡部位于转轴的两侧且保持平衡，平衡部的长度小于标定部，在标定扭矩传感器时，平衡部占用的空间较小，降低了安装时占用的空间，标定装置的整体尺寸减小，结构更加精简。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (10)

1.一种扭矩传感器标定装置，包括机架和标定组件，其特征在于，所述标定组件包括：

转轴，所述转轴水平设置且转动连接于所述机架；

标定臂，所述标定臂包括标定部和平衡部，所述平衡部的长度小于所述标定部的长度；

所述标定臂连接于所述转轴，所述标定部与所述平衡部位于所述转轴的两侧且保持平衡。

2.根据权利要求1所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述标定组件还包括：

转盘，所述转盘的中心连接于所述转轴，且所述转盘的边缘设置有至少两个定位孔，所述标定臂连接于所述定位孔。

3.根据权利要求2所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述标定臂还包括：

中心环，所述中心环设置于所述标定部和所述平衡部之间，且所述中心环上设置有至少两个安装孔，所述安装孔可拆卸连接于所述定位孔。

4.根据权利要求3所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述转盘还包括：

定位凸起，设置于所述转盘靠近所述中心环的一侧，所述中心环设置于所述定位凸起的外侧；

压紧环，设置于所述转盘远离所述中心环的一侧，且所述压紧环与所述中心环通过所述定位孔连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述机架包括：

机座，所述机座上形成有位置调整结构；

第一安装座，固定连接于所述机座，且转动连接于所述转轴；

第二安装座，可拆卸连接于所述位置调整结构，且与所述第一安装座间隔设置，所述标定组件设置于所述第一安装座和所述第二安装座之间。

6.根据权利要求5所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述机架还包括：

轴承座，设置于所述第一安装座靠近所述标定组件的一侧，所述轴承座内设置有至少一个滚动轴承，所述转轴连接于所述滚动轴承。

7.根据权利要求6所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述第一安装座上与所述转轴对应的位置形成有通孔，所述通孔适于使所述转轴通过。

8.根据权利要求5所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述第二安装座与所述标定组件的相邻侧均可拆卸连接有法兰盘，所述法兰盘适于连接传动轴。

9.根据权利要求1所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述标定臂还包括：

砝码吊装孔，设置于所述标定部远离所述平衡部的一端；

和/或，所述标定臂还包括：

配重吊装孔，所述标定部和所述平衡部均设置有所述配重吊装孔。

10.根据权利要求9所述的扭矩传感器标定装置，其特征在于，所述砝码吊装孔的孔心与所述转轴的轴心之间的距离为0.5m～2.0m。

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