CN216410462U - 一种电机扭矩传感器安装结构及电机测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及检测技术领域，特别涉及一种电机扭矩传感器安装结构及电机测试装置，电机扭矩传感器安装结构包括电机、电机座、限位盖、扭矩传感器和法兰轴。与现有技术相比，本实用新型提供的电机扭矩传感器安装结构，由电机座内设置的轴承将电机浮动设置于电机座内，限制了电机以及与电机相固连的扭矩传感器以及法兰轴整体于轴向和径向上的运动，通过与电机座相固连的限位盖和法兰轴之间的周向固定结构将电机以及与电机相固连的扭矩传感器以及法兰轴整体的周向旋转运动加以限制，实现对于电机的以及扭矩传感器的全定位且不干扰电机和扭矩传感器之间的扭矩或力的传递。消减了对于扭矩传感器固定过定位造成的不良影响。

Description

一种电机扭矩传感器安装结构及电机测试装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，特别涉及一种电机扭矩传感器安装结构及电机测试装置。

背景技术

在例如测功机等特殊电机中，往往需要安装扭矩传感器用于测量负载电机以及被测电机之间传递的扭矩等数据，常见的测功装置中扭矩传感器一般被设置于测功机和被测电机之间，通过扭矩传感器将二者的转轴相连接，通过扭矩传感器传递并且测量测功机主轴到被测电机之间的扭矩。但是这类扭矩传感器的安装方式具有诸多缺陷，由于测功机和被测电机之间通过扭矩传感器连接，对中性以及连接部的刚性会受到影响进而可能造成电机损坏。

对于上述问题，现有技术中例如公开号为CN212391157U(公告日期为2021年1月22日)的专利中公开的一种测功机及电机试验装置，具体负载电机与被测电机直接对中相连，仅需一次连接便可完成组装，且能够消除连接轴对对中性和被测电机转速的影响，扩大检测范围；电机座罩于负载电机外周，后端盖固定于电机座远离负载电机输入轴的一端，扭矩传感器连接于后端盖与负载电机之间，避免居中设置扭矩传感器，消除扭矩传感器对被测电机转速的影响。通过将动态测量的动态扭矩传感器替换为静态扭矩传感器进行扭矩测量，结构上避免了动态扭矩传感器带来的不利因素。

但是现有技术中的扭矩传感器的安装结构还是存在结构上的不合理之处，容易对扭矩传感器过定位，造成传感器的破坏或者测量的不准确的问题。

实用新型内容

为解决上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种电机扭矩传感器安装结构，包括

电机；

电机座，电机座内部具有电机安装腔体和轴承，电机通过轴承浮动设置于电机安装腔体内以限制电机于轴向和径向上的运动；

限位盖，限位盖与电机座相固连；

扭矩传感器，扭矩传感器的一端与电机同轴固连；

法兰轴，法兰轴与扭矩传感器的另一端同轴固连，法兰轴与限位盖通过周向固定结构周向固连，以限制电机周向上的运动。

在一实施例中，限位盖上设有轴孔；法兰轴和轴孔之间具有间隙，轴孔和法兰轴通过周向固定结构周向固连。

在一实施例中，周向固定结构包括键连接结构；键连接结构包括

第一键槽，第一键槽设于法兰轴上；

第二键槽，第二键槽设于轴孔上，第二键槽与第一键槽相对设置；

键，键位于第一键槽和第二键槽之间。

在一实施例中，第一键槽设于连接轴上。

在一实施例中，限位盖的外壁具有第一螺纹孔和第二螺纹孔，第一螺纹孔连通至第二键槽，第一螺纹孔的轴向垂直于第二键槽的侧面，第二螺纹孔连通至第二键槽，第二螺纹孔的轴向沿限位盖的径向延伸。

在一实施例中，电机座还包括后端盖和尾座，限位盖依次通过尾座和后端盖与电机安装腔体可拆卸固连，法兰盘和扭矩传感器设于述尾座内部。

在一实施例中，扭矩传感器与尾座之间具有间隙，法兰轴与尾座以及限位盖之间均具有间隙。

在一实施例中，扭矩传感器与电机背离输出轴的一侧可拆卸固连。

在一实施例中，电机的外壳为回转体结构。

在一实施例中，轴承包括前置轴承和后置轴承，前置轴承设于相对靠近电机输出轴的一端，后置轴承设于相对远离电机输出轴的一端。

本实用新型还提供一种电机测试装置，包括如上任一项所述的电机扭矩传感器安装结构。

基于上述，与现有技术相比，本实用新型提供的电机扭矩传感器安装结构，由电机座内设置的轴承将电机浮动设置于电机座内，限制了电机以及与电机相固连的扭矩传感器以及法兰轴整体于轴向和径向上的运动，通过与电机座相固连的限位盖和法兰轴之间的周向固定结构将电机以及与电机相固连的扭矩传感器以及法兰轴整体的周向旋转运动加以限制，实现对于电机的以及扭矩传感器的全定位且不干扰电机和扭矩传感器之间的扭矩或力的传递。相比于现有技术中扭矩传感器的安装结构，本实用新型消减了对于扭矩传感器固定过定位造成的例如破坏扭矩传感器或者影响测量准度等不良影响。

本实用新型的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。

图1为本实用新型提供的电机扭矩传感器安装结构剖面示意图；

图2为图1中A截面剖面示意图；

图3为实施例法兰轴结构示意图。

附图标记：

100电机 200电机座 210电机安装腔体

220轴承 221前置轴承 222后置轴承

230尾座 300限位盖 310轴孔

320第一螺纹孔 330第二螺纹孔 400扭矩传感器

500法兰轴 510法兰盘 520连接轴

600周向固定结构 610第一键槽 620第二键槽

630键 240后端盖

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本实用新型不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，本实用新型所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本实用新型的限制；应进一步理解，本实用新型所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本实用新型中明确如此定义之外。

以下通过具体实施例进行说明。

本实用新型提供一种电机扭矩传感器安装结构，包括

电机100；

电机座200，所述电机座200内部具有电机安装腔体210和轴承220，所述电机100通过轴承220浮动设置于所述电机安装腔体210内以限制所述电机100于轴向和径向上的运动；

限位盖300，所述限位盖300与所述电机座200相固连；

扭矩传感器400，所述扭矩传感器400的一端与所述电机100同轴固连；

法兰轴500，所述法兰轴500与所述扭矩传感器400的另一端同轴固连，所述法兰轴500与所述限位盖300通过周向固定结构600周向固连。

具体实施例时，如图1所示，为了实现对于电机100输出轴上的扭矩测量，需要将电机100固定但扭矩全部传递到扭矩传感器400上，由于扭矩为旋转周向上的作用力，因此电机100的固定结构不能分担电机受到的周向扭矩。本实施例中，一方面，电机座200具有回转形状内腔，电机100具有回转体状的外壳，电机100通过轴承220浮动设置于电机座200的电机安装腔体210中，通过轴承220以及电机100外壳和电机安装腔体210中的轴/孔肩配合，对电机100加以轴向和径向上的运动。应当理解的是，所谓浮动设置指仅对于电机100和电机座200而言，电机100可相对电机座200绕中心轴自由周向转动，也即电机座200对电机100无周向运动限制或者作用力(轴承摩擦力可忽略不计)。

具体地，如图1所示，轴承220包括前置轴承221和后置轴承222，前置轴承221设于相对靠近电机100输出轴的一端，后置轴承222设于相对远离电机100输出轴的一端，前置轴承221和后置轴承222配合电机座200上的孔肩以及电机100外壳上的轴肩对电机100实现径向和轴向的定位限制。

另一方面，电机座200与限位盖300相固连，电机100依次与扭矩传感器400和法兰轴500同轴固定连接为一整体，其中扭矩传感器400与电机100背离输出轴的一侧可拆卸固连，并且通过法兰轴500与限位盖300之间的周向固定结构600与限位盖300实现周向固定连接，整体上来讲，电机座200以及限位盖300对电机100、扭矩传感器400以及法兰轴500连城的整体实现了径向、轴向和周向上的全定位，但是并无过多多余定位。

相对比地，现有技术中对于扭矩传感器的固定的对比例，扭矩传感器一方面与电机相固连，另一方面通过与电机座的端盖固连，由于电机座通过轴承已经对电机施加了轴向限制和径向限制，而且通过端盖以及扭矩传感器与电机形成固连再次施加了全面的定位限制，对于电机或者扭矩传感器而言造成了过定位，扭矩传感器将容易受到结构内部的过定位作用力，造成扭矩传感器容易损坏或者测量准度较差的问题。而本实用新型所采用的结构则消除了过定位及其影响，即使由于构件加工精度或者安装精度等实现难以保证完全消除对于本实施例中扭矩传感器400的过定位，也减少了对于扭矩传感器400自由度限制的重合度，降低了过定位影响。

实际使用时，通过作用力与反作用原理，电机100输出轴的输出扭矩等于安装在电机100机壳上的定子与电机100输出轴轴上转子的作用扭矩，等于电机座200通过限位盖300、法兰轴500以及扭矩传感器400传递在电机100机壳上的扭矩，因此扭矩传感器400受到的扭矩等于电机100输出轴上的负载扭矩，实现准确测量。

可选的，在一实施例中，限位盖300上设有轴孔310；如图3所示，法兰轴500具有同轴设置的法兰盘510和连接轴520，法兰盘510和连接轴520可以为一体结构也可以为分体结构，法兰轴500通过法兰盘510与扭矩传感器400可拆卸连接，例如通过若干螺钉将法兰盘510和扭矩传感器400螺纹连接，连接轴520远离法兰盘510的一端位于轴孔310内，轴孔310和连接轴520通过周向固定结构600周向固连。

具体地，周向固定结构600可采用键连接结构或者销连接结构等，但不限于此，本实施例中以周向固定结构600采用键连接结构为例进行说明；如图3所示，键连接结构包括第一键槽610，第一键槽610设于连接轴520上；第二键槽620，第二键槽620设于轴孔310上，第二键槽620与第一键槽610相对设置；键630，键630位于第一键槽610和第二键槽620之间。

可选的，如图2所示，限位盖300的外壁具有第一螺纹孔320和第二螺纹孔330，第一螺纹孔320连通至第二键槽620，第一螺纹孔320的轴向垂直于第二键槽620的侧面，第二螺纹孔330连通至第二键槽620，第二螺纹孔330的轴向沿限位盖300的径向延伸，可以通过螺栓顶紧键630来避免键位移而影响检测结果。

可选的，连接轴520和轴孔310之间具有间隙，以进一步优化结构避免轴孔310和连接轴520的配合可能造成对于扭矩传感器400的过定位问题。

可选的，如图1所示，电机座200还包括后端盖240和尾座230，限位盖300依次通过尾座230和后端盖240与电机座200可拆卸固连，法兰盘510和扭矩传感器400设于述尾座230内部，通过尾座230和后端盖240的设置形成容纳扭矩传感器400的腔体，且便于结构工件的加工，降低生产制造成本。

可选的，扭矩传感器400与尾座230之间具有间隙，法兰轴500与尾座230以及限位盖300之间均具有间隙，以避免对于电机100施加周向作用扭矩影响测量结果。

此外，本实用新型还一种电机测试装置，包括如上任一项所述的电机扭矩传感器安装结构。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的电机扭矩传感器安装结构，由电机座内设置的轴承将电机浮动设置于电机座内，限制了电机以及与电机相固连的扭矩传感器以及法兰轴整体于轴向和径向上的运动，通过与电机座相固连的限位盖和法兰轴之间的周向固定结构将电机以及与电机相固连的扭矩传感器以及法兰轴整体的周向旋转运动加以限制，实现对于电机的以及扭矩传感器的全定位且不干扰电机和扭矩传感器之间的扭矩或力的传递。相比于现有技术中扭矩传感器的安装结构，本实用新型消减了对于扭矩传感器固定过定位造成的例如破坏扭矩传感器或者影响测量准度等不良影响。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本实用新型的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

尽管本文中较多的使用了诸如电机、电机座、电机安装腔体、轴承、前置轴承、后置轴承、尾座、限位盖、轴孔、第一螺纹孔、第二螺纹孔、扭矩传感器、法兰轴、法兰盘、连接轴、周向固定结构、第一键槽、第二键槽和键等术语，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；本实用新型实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：包括

电机(100)；

电机座(200)，所述电机座(200)内部具有电机安装腔体(210)和轴承(220)，所述电机(100)通过轴承(220)浮动设置于所述电机安装腔体(210)内以限制所述电机(100)于轴向和径向上的运动；

限位盖(300)，所述限位盖(300)与所述电机座(200)相固连；

扭矩传感器(400)，所述扭矩传感器(400)的一端与所述电机(100)同轴固连；

法兰轴(500)，所述法兰轴(500)与所述扭矩传感器(400)的另一端同轴固连，所述法兰轴(500)与所述限位盖(300)通过周向固定结构(600)周向固连，以限制所述电机(100)周向上的运动。

2.根据权利要求1所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述限位盖(300)上设有轴孔(310)；所述法兰轴(500)和所述轴孔(310)之间具有间隙，所述轴孔(310)和所述法兰轴(500)通过所述周向固定结构(600)周向固连。

3.根据权利要求2所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述法兰轴(500)具有同轴设置的法兰盘(510)和连接轴(520)，所述法兰轴(500)通过所述法兰盘(510)与所述扭矩传感器(400)可拆卸连接，所述连接轴(520)远离所述法兰盘(510)的一端位于所述轴孔(310)内，所述轴孔(310)和所述连接轴(520)通过所述周向固定结构(600)周向固连。

4.根据权利要求3所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述周向固定结构(600)包括键连接结构；所述键连接结构包括

第一键槽(610)，所述第一键槽(610)设于所述法兰轴(500)上；

第二键槽(620)，所述第二键槽(620)设于所述轴孔(310)上，所述第二键槽(620)与所述第一键槽(610)相对设置；

键(630)，所述键(630)位于所述第一键槽(610)和所述第二键槽(620)之间。

5.根据权利要求4所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述第一键槽(610)设于所述连接轴(520)上。

6.根据权利要求4所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述限位盖(300)的外壁具有第一螺纹孔(320)和第二螺纹孔(330)，所述第一螺纹孔(320)连通至所述第二键槽(620)，所述第一螺纹孔(320)的轴向垂直于所述第二键槽(620)的侧面，所述第二螺纹孔(330)连通至所述第二键槽(620)，所述第二螺纹孔(330)的轴向沿所述限位盖(300)的径向延伸。

7.根据权利要求3所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述电机座(200)还包括后端盖(240)和尾座(230)，所述限位盖(300)依次通过所述尾座(230)和所述后端盖(240)与电机安装腔体(210)可拆卸固连，所述法兰盘(510)和扭矩传感器(400)设于述尾座(230)内部。

8.根据权利要求7所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述扭矩传感器(400)与所述尾座(230)之间具有间隙，所述法兰轴(500)与所述尾座(230)以及所述限位盖(300)之间均具有间隙。

9.根据权利要求1所述的电机扭矩传感器安装结构，其特征在于：所述扭矩传感器(400)与所述电机(100)背离输出轴的一侧可拆卸固连；

所述电机(100)的外壳为回转体结构；

所述轴承(220)包括前置轴承(221)和后置轴承(222)，所述前置轴承(221)设于相对靠近所述电机(100)输出轴的一端，所述后置轴承(222)设于相对远离所述电机(100)输出轴的一端。

10.一种电机测试装置，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的电机扭矩传感器安装结构。

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