CN216717659U - 一种新型扭矩测量机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型扭矩测量机构，包括蜗轮、空心蜗杆、导向轴组件和弹簧；蜗轮由驱动机构驱动，空心蜗杆与蜗轮啮合传动；空心蜗杆和弹簧套合在导向轴组件上；弹簧包括第一端和第二端，弹簧用于阻挡空心蜗杆移动；导向轴组件上设有阶梯凸起部；第一端顶靠在阶梯凸起部，第二端与空心蜗杆连接。当蜗轮受到比较大的扭矩负载时，空心蜗杆会受到向阶梯凸起部所在方向的力；当这个力大于弹簧的预紧力时，弹簧会压缩变形，从而引起空心蜗杆在导向轴组件上移动。通过空心蜗杆的移动量来测量输出扭矩的大小，从而达到扭矩测量的目的。解决现有扭矩测量机构结构复杂，成本高；只能在通电条件下安装使用的问题。

Description

一种新型扭矩测量机构

技术领域

本实用新型涉及阀门、风门执行器技术领域，具体涉及一种新型扭矩测量机构。

背景技术

对于电站脱硫系统、污水处理、管道通风等领域，经常要用到阀门、风门执行器来实现一系列的控制和驱动动作，在重要的控制位置，会要求能够精确、可靠地开启和关闭这些阀门、风门执行器，以防止发生有毒气体中毒、污水倒灌、管道堵塞等安全事故。通常会在阀门、风门执行器的输入端设置扭矩测量机构，当输出扭矩变化时，扭矩测量机构实时自动检测出不同输出扭矩下的扭矩数值，从而达到保护被驱动设备不受过载扭矩的损害，同时测量被驱动设备实时扭矩的目的，以便对执行器进行可靠的控制。

现有扭矩测量机构通常依靠设置在输出传动轴的扭矩传感器，所述扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号，然后通过电子设备显示出电信号的信息，以实现对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。此机构的特点是只能通电后才能检测扭矩，而且扭矩传感器断电后不能保持过扭矩信号的输出。这种扭矩测量机构结构复杂，成本高；只能在通电条件下安装使用。

实用新型内容

为了克服上述现有扭矩测量机构结构复杂，成本高；只能在通电条件下安装使用的技术缺陷，本实用新型提供一种新型扭矩测量机构。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种新型扭矩测量机构，包括蜗轮、空心蜗杆、导向轴组件和弹簧；所述蜗轮由驱动机构驱动，所述空心蜗杆与蜗轮啮合传动；所述空心蜗杆和弹簧套合在导向轴组件上；所述弹簧包括第一端和第二端，所述弹簧用于阻挡空心蜗杆移动；所述导向轴组件上设有阶梯凸起部；所述第一端顶靠在阶梯凸起部，所述第二端与空心蜗杆连接。进一步的，所述新型扭矩测量机构还包括标尺组件，所述标尺组件连接在空心蜗杆上；所述标尺组件随空心蜗杆移动而移动，用于显示空心蜗杆的位移量。

进一步的，所述新型扭矩测量机构还包括所述旋转输出机构，所述旋转输出机构包括输出齿轮；所述空心蜗杆表面设有与输出齿轮适配的传动齿；所述旋转输出机构通过输出齿轮与传动齿的啮合传动。

进一步的，所述空心蜗杆与导向轴组件传动连接，所述传动连接为花键连接、键位连接的任意一种。

进一步的，所述弹簧为压缩弹簧。

进一步的，所述空心蜗杆的中空腔包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体与导向轴组件花键连接，所述弹簧安装在第二腔体内。

进一步的，所述阶梯凸起部为固定组件，所述固定组件包括适配导向轴组件的轴套，所述轴套与导向轴组件固定连接；所述轴套用于顶压弹簧的第一端；所述固定连接为螺纹锁紧连接、销钉定位连接、螺钉定位连接或轴用挡圈连接的任意一种。

进一步的，所述固定组件包括阶梯挡环和孔用档圈，所述阶梯挡环设有限位凸缘，所述第一端、阶梯挡环和轴套依次安装在导向轴组件上，所述轴套与导向轴组件螺纹连接，所述阶梯挡环套入空心蜗杆的第二腔体内，所述孔用档圈安装在空心蜗杆的第二腔体内，所述孔用档圈用于限制限位凸缘移出第二腔体。

进一步的，所述导向轴组件设置在末级机械输出端处。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

当蜗轮受到比较大的扭矩负载时，空心蜗杆会受到向阶梯凸起部所在方向的力；当这个力大于弹簧的预紧力时，弹簧会压缩变形，从而引起空心蜗杆在导向轴组件上移动。通过空心蜗杆的移动量来测量输出扭矩的大小，从而达到扭矩测量的目的。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型所述新型扭矩测量机构的一种实施方式的结构示意图一；

图2是本实用新型所述新型扭矩测量机构的一种实施方式的结构示意图二；

图3是本实用新型所述新型扭矩测量机构的图2中A处的局部放大图三；

图中：

10-蜗轮、20-空心蜗杆、30-导向轴组件、40-弹簧；

50-旋转输出机构、60-固定组件；

21-中空腔、22-传动齿；

21.1-第一腔体、21.2-第二腔体、30.1-阶梯凸起部；

51-输出齿轮；

61-轴套、62-阶梯挡环、63-孔用档圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施方式进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～图3所示，本实用新型所述的一种新型扭矩测量机构的优选结构。

如图1所示，本实用新型所述的一种新型扭矩测量机构，包括蜗轮10、空心蜗杆20、导向轴组件30和弹簧40；所述蜗轮10由驱动机构驱动，所述空心蜗杆20与蜗轮10啮合传动；所述空心蜗杆20和弹簧40套合在导向轴组件30上；所述弹簧40包括第一端和第二端，所述弹簧40用于阻挡空心蜗杆20移动；所述导向轴组件30上设有阶梯凸起部30.1；所述第一端顶靠在阶梯凸起部30.1，所述第二端与空心蜗杆20连接。当蜗轮10受到比较大的扭矩负载时，空心蜗杆20会受到向阶梯凸起部30.1所在方向的力；当这个力大于弹簧40的预紧力时，弹簧40会压缩变形，从而引起空心蜗杆20在导向轴组件30上移动。通过空心蜗杆20的移动量来计算弹簧40的压缩量或伸长量和弹力系数，可以得出输出扭矩的大小，从而达到扭矩测量的目的。

在一种实施方式中，所述蜗轮10安装在阀门、风门等执行器的同级机械输出端处。有利于准确地测量出输出扭矩的大小。

本实用新型创造性地，所述新型扭矩测量机构还包括标尺组件，所述标尺组件连接在空心蜗杆20上；所述标尺组件随空心蜗杆20移动而移动，用于显示空心蜗杆20的位移量。

在一种实施方式中，所述标尺组件包括标位刻度板和定位标尺，所述定位标尺固定安装在空心蜗杆20上，标位刻度板安装在固定物件如箱体、固定支架等，所述标位刻度板用于对照参考定位标尺随空心蜗杆20移动的位移量。

在一种具体实施方式中，所述新型扭矩测量机构安装在箱体内，所述标尺组件呈L型指针状，所述L型指针状伸出箱体外。具体的，箱体外侧适配L型指针设有刻度标记，计量L型指针状随空心蜗杆20移动的位移量。

如图2和图3所示，本实用新型创造性地，所述新型扭矩测量机构还包括旋转输出机构50，所述旋转输出机构50包括输出齿轮51；所述空心蜗杆20表面设有与输出齿轮51适配的传动齿22；所述旋转输出机构50通过输出齿轮51与传动齿22的啮合传动。

在一种实施方式中，所述旋转输出机构50还包括转动轴和导向组，所述转动轴与所述输出齿轮51同轴设置，所述导向组设有适配转动轴的长孔，所述转动轴在长孔内随输出齿轮51啮合转动而移动。

在一种实施方式中，所述旋转输出机构50还包括连接轴和固定轴承座，所述连接轴与所述输出齿轮51同轴设置，所述连接轴安装固定轴承座上，所述输出齿轮51与空心蜗杆20表面上的传动齿22啮合转动，所述输出齿轮51为连接轴提供转动量。具体的，所述连接轴连接齿轮齿条组中的齿轮，所述齿轮随连接轴而转动，所述齿轮齿条组的齿条啮合而产生位移；具体的，所述连接轴的轴端设有定位标记，所述定位标记用于配合圆形标盘显示连接轴的转动量。

本实用新型创造性地，所述空心蜗杆20与导向轴组件30传动连接，所述传动连接为花键连接、键位连接的任意一种。通过传动连接为花键连接、键位连接，实现空心蜗杆20与导向轴组件30之间的周向固定以传递运动和转矩。

本实用新型创造性地，所述弹簧40为压缩弹簧。具体的，所述弹簧40为矩形弹簧，矩形弹簧端面接触面积大，弹力系数大，便于大扭矩的测量。

在一种实施方式中，所述弹簧40与空心蜗杆10同心设置。方便弹簧40套合到导向轴组件30上，防止弹簧40在非轴向方向上位移而导致扭矩测量不准确。

本实用新型创造性地，所述空心蜗杆20的中空腔21包括第一腔体21.1和第二腔体21.2，所述第一腔体21.1与导向轴组件30花键连接，所述弹簧40安装在第二腔体21.2内。

本实用新型创造性地，所述阶梯凸起部30.1为固定组件60，所述固定组件60包括适配导向轴组件30的轴套61，所述轴套61与导向轴组件30固定连接；所述轴套61用于顶压弹簧40的第一端；所述固定连接为螺纹锁紧连接、销钉定位连接、螺钉定位连接或轴用挡圈连接的任意一种。

本实用新型创造性地，所述固定组件60包括阶梯挡环62和孔用档圈63，所述阶梯挡环62设有限位凸缘，所述第一端、阶梯挡环62和轴套61依次安装在导向轴组件30上，所述轴套61与导向轴组件30螺纹连接，所述阶梯挡环62套入空心蜗杆20的第二腔体21.2内，所述孔用档圈63安装在空心蜗杆20的第二腔体21.2内，所述孔用档圈63用于限制限位凸缘移出第二腔体21.2。通过采用组合零件的形式固定弹簧40，可以有效地降低加工难度，降低生产成本，便于维修。

本实用新型创造性地，所述导向轴组件30设置在末级机械输出端处。具体的，导向轴组件30与空心蜗杆20周向固定，所述导向轴组件30为末级机械输出轴，所述导向轴组件30连接输出机构，为输出机构传递运动和转矩。

本实用新型所述的一种新型扭矩测量机构工作原理是：

当蜗轮10受到比较大的扭矩负载时，空心蜗杆20会受到向阶梯凸起部30.1所在方向的力；当这个力大于弹簧40的预紧力时，弹簧40会压缩变形，从而引起空心蜗杆20在导向轴组件30上移动。通过空心蜗杆20的移动量来计算弹簧40的压缩量和弹力系数，可以得出输出扭矩的大小，从而达到扭矩测量的目的。

本实施方式所述一种新型扭矩测量机构的其它结构参见现有技术。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的位置和方位关系，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，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的限制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种新型扭矩测量机构，其特征在于，包括蜗轮(10)、空心蜗杆(20)、导向轴组件(30)和弹簧(40)；

所述蜗轮(10)由驱动机构驱动，所述空心蜗杆(20)与蜗轮(10)啮合传动；

所述空心蜗杆(20)和弹簧(40)套合在导向轴组件(30)上；

所述弹簧(40)包括第一端和第二端，所述弹簧(40)用于阻挡空心蜗杆(20)移动；

所述导向轴组件(30)上设有阶梯凸起部(30.1)；

所述第一端顶靠在阶梯凸起部(30.1)，所述第二端与空心蜗杆(20)连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述新型扭矩测量机构还包括标尺组件，所述标尺组件连接在空心蜗杆(20)上；

所述标尺组件随空心蜗杆(20)移动而移动，用于显示空心蜗杆(20)的位移量。

3.根据权利要求1所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述新型扭矩测量机构还包括旋转输出机构(50)，所述旋转输出机构(50)包括输出齿轮(51)；

所述空心蜗杆(20)表面设有与输出齿轮(51)适配的传动齿(22)；

所述旋转输出机构(50)通过输出齿轮(51)与传动齿(22)的啮合传动。

4.根据权利要求1所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述空心蜗杆(20)与导向轴组件(30)传动连接，所述传动连接为花键连接、键位连接的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述弹簧(40)为压缩弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述空心蜗杆(20)的中空腔(21)包括第一腔体(21.1)和第二腔体(21.2)，所述第一腔体(21.1)与导向轴组件(30)花键连接，

所述弹簧(40)安装在第二腔体(21.2)内。

7.根据权利要求6所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述阶梯凸起部(30.1)为固定组件(60)，

所述固定组件(60)包括适配导向轴组件(30)的轴套(61)，所述轴套(61)与导向轴组件(30)固定连接；

所述轴套(61)用于顶压弹簧(40)的第一端；

所述固定连接为螺纹锁紧连接、销钉定位连接、螺钉定位连接或轴用挡圈连接的任意一种。

8.根据权利要求7所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述固定组件(60)包括阶梯挡环(62)和孔用档圈(63)，所述阶梯挡环(62)设有限位凸缘，

所述第一端、阶梯挡环(62)和轴套(61)依次安装在导向轴组件(30)上，

所述轴套(61)与导向轴组件(30)螺纹连接，所述阶梯挡环(62)套入空心蜗杆(20)的第二腔体(21.2)内，所述孔用档圈(63)安装在空心蜗杆(20)的第二腔体(21.2)内，所述孔用档圈(63)用于限制限位凸缘移出第二腔体(21.2)。

9.根据权利要求1所述的一种新型扭矩测量机构，其特征在于，

所述导向轴组件(30)设置在末级机械输出端处。

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