CN217586151U - 扭矩传感器快检设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型扭矩传感器快检设备涉及一种用于对检测扭矩传感器进行快速质检的检测设备。其目的是为了提供一种对扭矩传感器的性能测试更为详细和精确，能够帮助生产人员及时筛查出故障零件的扭矩传感器快检设备。本实用新型扭矩传感器快检设备包括扭矩传感器夹持工具和力矩保持装置，扭矩传感器夹持工具包括旋转轴和扭矩传感器内圈定位工装，旋转轴的轴体与力臂连接，旋转轴与扭矩传感器外圈定位工装连接，扭矩传感器内圈定位工装和扭矩传感器外圈定位工装共同用于安装扭矩传感器；力矩保持装置包括运动机构，运动机构上设置有滑块，力臂加载定位块随滑块运动，力臂加载定位块与力臂连接，滑块套设在丝杠上，随旋转手轮转动。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种扭矩传感器快检设备。
背景技术
扭矩传感器是制约臂式机器人力控制精度的关键部件，在整机产品出厂前，必须针对传感器进行快速质检。当前主流的测试方法主要包括以下两种：
1.在测试平台上，将扭矩传感器与电机同轴直连安装，采用控制电机的方法，输出定量的扭矩，采集传感器测量值，进行精度计算。此种方法常见于专门检测机构，以及部分供应商的研发实验室；
2.在实际装配车间，将扭矩传感器直接放在整机上进行测试，读取实际负载和测量值。此种方法多用在出厂测试，虽然检测速度快，但无法剔除质量不良品，从而增加了返修工时。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种对扭矩传感器的性能测试更为详细和精确，能够帮助生产人员及时筛查出故障零件的扭矩传感器快检设备。
本实用新型提供的其中一个技术方案，一种扭矩传感器快检设备，包括扭矩传感器夹持工具和力矩保持装置，
所述扭矩传感器夹持工具包括旋转轴和固定设置的扭矩传感器内圈定位工装，旋转轴的轴体与力臂的一端连接，旋转轴与扭矩传感器外圈定位工装固定连接，扭矩传感器内圈定位工装和扭矩传感器外圈定位工装共同用于安装扭矩传感器；
所述力矩保持装置包括沿竖直方向的运动机构，运动机构上活动设置有滑块，力臂加载定位块随滑块运动，力臂加载定位块与力臂的另一端连接，滑块套设在丝杠上，旋转手轮带动丝杠转动。
本实用新型扭矩传感器快检设备，其中所述扭矩传感器夹持工具包括定位底板，定位底板上固定安装有轴承支座，旋转轴安装在轴承支座上。
本实用新型扭矩传感器快检设备，其中所述定位底板上安装有内圈定位工装固定块，扭矩传感器内圈定位工装固定安装在内圈定位工装固定块上。
本实用新型扭矩传感器快检设备，其中所述旋转轴与外圈定位工装法兰固定连接，外圈定位工装法兰通过定位件与扭矩传感器外圈定位工装固定连接。
本实用新型扭矩传感器快检设备，其中所述定位件为定位销或尖头倒角销钉。
本实用新型扭矩传感器快检设备，其中所述运动机构包括滑轨，滑轨固定安装在安装基座上，滑块活动设置在滑轨上。
本实用新型扭矩传感器快检设备，其中所述丝杠活动安装在滑轨上，丝杠的上部从滑轨顶部向上伸出。
本实用新型扭矩传感器快检设备，其中所述丝杠外部设置有锁紧装置和计数器。
本实用新型扭矩传感器快检设备与现有技术不同之处在于，本实用新型扭矩传感器快检设备相比于实验室检测设备，更简便，对操作者更为友好；相比于整机测试方法，对扭矩传感器的性能测试更为详细和精确，能够帮助生产人员及时筛查出故障零件。
下面结合附图对本实用新型的扭矩传感器快检设备作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型扭矩传感器快检设备的结构示意图；
图2为本实用新型扭矩传感器快检设备中力矩保持装置的结构示意图；
图3为本实用新型扭矩传感器快检设备中力矩保持装置的后视图；
图4为本实用新型扭矩传感器快检设备中扭矩传感器夹持工具的结构示意图；
图5为本实用新型扭矩传感器快检设备中扭矩传感器夹持工具的爆炸图；
图中标记示意为：1-扭矩传感器夹持工具；2-力臂；3-力矩保持装置；4-设备底座；5-安装基座；6-滑轨；7-锁紧装置；8-旋转手轮；9-计数器；10-丝杠；11-滑块；12-力臂加载定位块；13-定位底板；14-旋转轴；15-轴承支座；16-外圈定位工装法兰；17-扭矩传感器外圈定位工装；18-扭矩传感器内圈定位工装；19-内圈定位工装固定块；20-扭矩传感器；21-轴承。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型扭矩传感器快检设备包括扭矩传感器夹持工具1和力矩保持装置3，扭矩传感器夹持工具1和力矩保持装置3安装在设备底座4上。
如图4和图5所示，扭矩传感器夹持工具1用于固定安装扭矩传感器20，扭矩传感器夹持工具1包括定位底板13，定位底板13上固定安装有轴承支座15和内圈定位工装固定块19。轴承支座15有两个，轴承支座15与内圈定位工装固定块19的轴线位于同一直线。
轴承支座15上安装有轴承21，两个轴承21上支撑有旋转轴14。旋转轴14通过轴肩与轴承21的端面卡接，旋转轴14的轴体通过凹槽或键安装力臂2的一端。旋转轴14的末端与外圈定位工装法兰16固定连接，外圈定位工装法兰16能够随旋转轴14一同转动。
外圈定位工装法兰16通过定位件与扭矩传感器外圈定位工装17固定连接。本实施例中定位件为定位销，在其他实施例中，定位件也可以为尖头倒角销钉。定位件可以方便操作者快速装夹，并模拟实际工况设计了环形排布，最大程度接近实际应用的机器人关节结构。
扭矩传感器内圈定位工装18固定安装在内圈定位工装固定块19上，扭矩传感器内圈定位工装18与旋转轴14位于同一轴线。扭矩传感器内圈定位工装18和扭矩传感器外圈定位工装17共同用于固定待检测的扭矩传感器20。固定后的扭矩传感器20竖向放置，扭矩传感器20采用竖直的安装方式减少了测量面横向弯矩的影响。
如图2和图3所示，力矩保持装置3用于安装力臂2的另一端，力矩保持装置3包括安装基座5，安装基座5上安装有运动机构。本实施例中，运动机构包括沿竖直方向设置的滑轨6。滑轨6上滑动设置有滑块11，滑块11上固定安装有力臂加载定位块12，力臂加载定位块12能够随滑块11在滑轨6上滑动。力臂加载定位块12上设置有缺口和定位孔，用于安装力臂2。
滑轨6上活动安装有丝杠10，丝杠10的上部从滑轨6顶部向上伸出，丝杠10的顶部固定安装有旋转手轮8，丝杠10的下部与滑块11活动连接。当旋转手轮8旋转时，可以带动滑块11上下运动。
丝杠10外部设置有锁紧装置7和计数器9，锁紧装置7用于保证设备安全稳定的运行，计数器9用于控制滑块11升降的位置。
本实用新型扭矩传感器快检设备在安装时，首先，设定了力矩后，将力臂2嵌入力臂加载定位块12上的缺口，通过定位孔进行固定，不需要人手控制就能够稳定控制力矩输入；另外，通过调整力臂2固定的位置，即杠杆的长度，可以实现多种长度的力臂2变化，从而产生不同的扭矩输入；最后通过滑轨6丝杠10组合，实现转动手柄逐渐加压，省时省力。
基于这套扭矩传感器快检设备，进行扭矩传感器快检测试，其检测原理如下：
(1)传感器测量值
对扭矩传感器20内外圈施加反向扭矩，让其机械结构产生形变，贴在应变梁上的应变片随之改变几何形状，导致其电阻值发生变化，电阻与扭矩值成正比。传感器电桥上总输入电源为5V，应变片由于电阻值变化，两端分到的电压也随之按比例变化，将其信号(电压值)输出，即为传感器测量值。将此测量值乘传感器的扭矩-电压比例系数，即可得到当前对应的实际扭矩测量值。
(2)装置实现原理
通过本装置固定传感器内圈，设定扭矩为固定值(如满量程扭矩值)，在传感器外圈施加扭矩。通过夹持装置延伸出来的长杆力臂2加扭矩，借助力矩保持装置3将当前静止的加载状态固定下来，实时读取传感器测量值，与扭矩设定值一起作为单次测试输出结果。
由此，本实用新型扭矩传感器的测试方法包括以下步骤：
步骤S1，将待测的扭矩传感器20安装在扭矩传感器夹持工具1上，扭矩传感器内圈定位工装18上的销钉，穿过扭矩传感器20的内圈孔；合拢扭矩传感器外圈定位工装17，使扭矩传感器外圈定位工装17上的销钉，穿过待测的扭矩传感器20的外圈孔；
步骤S2，根据测试扭矩值，调整并固定测力杆(力臂2)，预估当前测试的扭矩范围，扭矩传感器20的内圈固定在基座上；扭矩传感器20的外圈连接测力杆，并确定测力杆长度，将测力杆末端穿过旋转轴14进行固定连接；
步骤S3，保持传感器端安装位置不变，通过旋转手轮8，逐渐对扭矩传感器20施压，直到扭矩扳手示数达到测量值扭矩M(单位：牛·米，即Nm)，停止转动手轮，通过锁紧装置可保持力臂末端的位置不动，同时读取传感器测量值，即电压值U(单位：伏特，即v)；
步骤S4，重复步骤S1～S3，记录对应的第i组测试数据(Mi，Ui)；
步骤S5，根据测试数据输出报告，基于步骤S4中采集的数据，计算扭矩传感器20各项性能指标，并与设计指标、质量检测指标对比，输出测试报告。
采用本实用新型扭矩传感器快检设备执行对应的硬件检测流程，相比于其他方案有如下显著优点：
1.大幅度提高扭矩传感器的测试效率，获得更全面的测试数据；
2.该套装置有很好的兼容性，可以通过改变夹具销钉机械结构的方式，适用于各种其他量程传感器的检测；
3.可适用于不同的扭矩测量需要，灵活变更测试计划而不必更改硬件。
这些优点共同决定了，本套装置的测量方法相比于实验室检测方法，更简便，对操作者更为友好；相比于整机测试方法，对扭矩传感器的性能测试更为详细和精确，能够帮助生产人员及时筛查出故障零件。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种扭矩传感器快检设备，其特征在于：包括扭矩传感器夹持工具和力矩保持装置，
所述扭矩传感器夹持工具包括旋转轴和固定设置的扭矩传感器内圈定位工装，旋转轴的轴体与力臂的一端连接，旋转轴与扭矩传感器外圈定位工装固定连接，扭矩传感器内圈定位工装和扭矩传感器外圈定位工装共同用于安装扭矩传感器；
所述力矩保持装置包括沿竖直方向的运动机构，运动机构上活动设置有滑块，力臂加载定位块随滑块运动，力臂加载定位块与力臂的另一端连接，滑块套设在丝杠上，旋转手轮带动丝杠转动。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器快检设备，其特征在于：所述扭矩传感器夹持工具包括定位底板，定位底板上固定安装有轴承支座，旋转轴安装在轴承支座上。
3.根据权利要求2所述的扭矩传感器快检设备，其特征在于：所述定位底板上安装有内圈定位工装固定块，扭矩传感器内圈定位工装固定安装在内圈定位工装固定块上。
4.根据权利要求1所述的扭矩传感器快检设备，其特征在于：所述旋转轴与外圈定位工装法兰固定连接，外圈定位工装法兰通过定位件与扭矩传感器外圈定位工装固定连接。
5.根据权利要求4所述的扭矩传感器快检设备，其特征在于：所述定位件为定位销或尖头倒角销钉。
6.根据权利要求1所述的扭矩传感器快检设备，其特征在于：所述运动机构包括滑轨，滑轨固定安装在安装基座上，滑块活动设置在滑轨上。
7.根据权利要求6所述的扭矩传感器快检设备，其特征在于：所述丝杠活动安装在滑轨上，丝杠的上部从滑轨顶部向上伸出。
8.根据权利要求1或7所述的扭矩传感器快检设备，其特征在于：所述丝杠外部设置有锁紧装置和计数器。
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