CN219038229U - 一种扭矩传感器力矩测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扭矩传感器力矩测试装置，包括底座以及设置在所述底座上的托盘天平，用于向扭矩传感器传递扭矩的传动机构，其与所述托盘天平的横梁中间位置传动连接；用于调控横梁进行偏转的砝码组，其任一砝码放置在所述托盘天平的任一托盘上。本实用新型，通过扭矩理论值与扭矩检测值进行对比，实现了小量程扭矩传感器的力矩测试，具有确认检测精度、保障检测精度、保障检测效果的有利之处。

Description

一种扭矩传感器力矩测试装置

技术领域

本实用新型涉及力矩测试装置，更具体的说，本实用新型涉及一种扭矩传感器力矩测试装置。

背景技术

扭矩传感器，(又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪)分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。

因微型电机力矩测试，要求小量程(例如：0.1Nm＝100mNm范围内)的力矩测试，就必须配备高精密、小量程的扭矩传感器。但目前国内没有针对如此小量程扭矩传感器力矩测试的检查装置。只有相信国外传感器的检测结果，没有针对传感器检测精度本身进行判断，是否满足检测能力无法判断，尤其是长期使用后，更是无法判断传感器检测精度能否使用。在现有技术中，如发明专利-CN 103743508 B-扭转力矩测试系统及其扭矩传感器装置，可知扭矩传感器有力矩测试这一需求，但其扭转力矩测试系统仅适用于其扭矩传感器装置，无法应用于小量程的扭矩传感器。

因此，如何实现小量程扭矩传感器的力矩测试，是本技术领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种扭矩传感器力矩测试装置，包括底座以及设置在所述底座上的托盘天平；

用于向扭矩传感器传递扭矩的传动机构，其与所述托盘天平的横梁中间位置传动连接；

用于调控横梁进行偏转的砝码组，其任一砝码放置在所述托盘天平的任一托盘上。

优选的是，其中，所述传动机构包括：

L型架板，其一侧与所述横梁的中间位置固定连接，且所述L型架板的另一侧固定连接有芯轴，所述芯轴与所述横梁的旋转中心位于同一中心轴线；

用于连接扭矩传感器转轴的联轴器，其连接在所述芯轴上。

优选的是，其中，所述横梁上还水平设置有水平仪。

优选的是，其中，所述托盘天平的U型支架上还架设有限位块，且所述限位块螺纹连接有限位螺钉，所述限位螺钉的末端通过螺纹拧动与所述横梁的顶端中间位置抵靠。

优选的是，其中，所述砝码组包括：1克砝码、5克砝码、10克砝码、20克砝码、40克砝码、60克砝码。

本实用新型至少包括以下有益效果：

其一、本实用新型，通过扭矩理论值与扭矩检测值进行对比，实现了小量程扭矩传感器的力矩测试，具有确认检测精度、保障检测精度、保障检测效果的有利之处。

其二、在本实用新型中，通过第二刃口的末端抵靠在第二刃口槽内，使得环形吊架能够随横梁的偏转实现随动，环形吊架始终保持垂直状态从而保障砝码能够平稳的放置在托盘上，通过拉带将环形吊架的活动位置进行限定，防止第二刃口从第二刃口槽内脱离，具有保障连接稳定性、保障检测效果的有利之处。

其三、在本实用新型中，通过水平仪便于工作人员直观的判断横梁是否处于水平状态，并参照水平仪能够快速的将横梁调整至水平状态，具有提升工作效率的有利之处。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型与扭矩传感器的连接示意图。

图3为本实用新型的传动机构连接示意图。

图4为本实用新型的剖视图。

图5为本实用新型的U型支架结构示意图。

图6为本实用新型的横梁结构示意图。

图7为本实用新型的托盘组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语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和简化描述，并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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，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中的具体含义。

此外，在本实用新型中，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。

图1示出了本实用新型的一种实现形式，其中包括底座1以及设置在所述底座1上的托盘天平；

用于向扭矩传感器7传递扭矩的传动机构5，其与所述托盘天平的横梁3中间位置传动连接；

用于调控横梁3进行偏转的砝码组，其任一砝码放置在所述托盘天平的任一托盘45上。

工作原理：在进行测试时，将底座1固定到指定的位置，并将托盘天平调整至水平状态，并计算砝码组的任一砝码在托盘天平的任一托盘上时横梁3产生的扭矩理论值，将扭矩传感器7设置为连通检测状态，并通过传动机构5与扭矩传感器7进行传动连接，随后将小重量的砝码放置在托盘天平的任一托盘45上，使得横梁3发生偏转，并通过传动机构5将横梁3偏转产生的扭矩传递给到扭矩传感器7，扭矩传感器7得出扭矩检测值，将扭矩检测值与扭矩理论值进行对比判断测试误差，随后通过砝码组由小到大调整横梁3产生的扭矩理论值，并与逐一与扭矩传感器7得出的扭矩检测值进行对比，以此检测扭矩传感器7检测不同大小扭矩的精度；在这种技术方案中，通过扭矩理论值与扭矩检测值进行对比，实现了小量程扭矩传感器的力矩测试，具有确认检测精度、保障检测精度、保障检测效果的有利之处。

如上述方案中，所述传动机构5包括：

L型架板51，其一侧与所述横梁3的中间位置固定连接，且所述L型架板51的另一侧固定连接有芯轴52，所述芯轴52与所述横梁3的旋转中心位于同一中心轴线；

用于连接扭矩传感器7转轴的联轴器53，其连接在所述芯轴52上。

工作原理：通过L型架板51使得芯轴52与横梁3建立稳定的连接关系，通过芯轴52与横梁3的旋转中心位于同一中心轴线，使得芯轴能52够随横梁3进行同轴转动，从而能够有效的传递横梁3产生的扭矩，通过联轴器53便于芯轴52与扭矩传感器7的转轴进行快速的拆卸或连接，采用这种方式具有保障连接稳定性、保障传动效果、保障测试效果的有利之处。

如上述方案中，所述横梁3上还水平设置有水平仪6。通过水平仪6便于工作人员直观的判断横梁3是否处于水平状态，并参照水平仪6能够快速的将横梁3调整至水平状态，具有提升工作效率的有利之处。

如上述方案中，所述托盘天平的U型支架2上还架设有限位块23，且所述限位块23螺纹连接有限位螺钉24，所述限位螺钉24的末端通过螺纹拧动与所述横梁3的顶端中间位置抵靠。

工作原理：在不进行检测时，拧紧限位螺钉24与横梁3的顶端中间位置抵靠，从而限位螺钉24限制横梁3的活动位置，使得横梁3无法自由偏转便于移动运输，在进行检测时拧松限位螺钉24，使限位螺钉24与横梁3之间不产生干涉，从而横梁3能够进行偏转进行测试，采用这种方式具有便于移动运输、延长使用寿命的有利之处。

如上述方案中，所述砝码组包括：1克砝码、5克砝码、10克砝码、20克砝码、40克砝码、60克砝码。通过将砝码组定制为1克、5克、10克、20克、40克、60克的砝码，使得托盘天平产生的扭矩在被测的扭矩传感器7量程合理范围内，从而避免扭矩传感器7超量程损坏；并且将多个砝码设置为不同的重量，测试时在托盘内仅放置单个砝码，满足测试时产生不同扭矩理论值的需求，从避免多个砝码同时使用堆叠重量精度误差，具有保障测试精度、便于测试的有利之处。

如上述方案中，所述托盘天平包括：

U型支架2，其固定连接在所述底座1上，且所述U型支架2的两侧均贯通开设有安装孔21，各所述安装孔21的底端均开设有第一刃口槽22；

横梁3，其与所述传动机构传动5连接，所述横梁3的中间位置向前后两侧延伸一体成型凸出设置有第一连接杆31，且所述第一连接杆31的底端中间位置一体成型凸出设置有第一刃口32，所述第一连接杆31的两端部分别套设在两个所述安装孔21内，所述第一刃口32的末端抵靠在所述第一刃口槽22内，且所述第一刃口32的末端与所述芯轴52位于同一中心轴线；

所述横梁3的左右两侧还分别一体成型凸出设置有第二连接杆33，且各所述第二连接杆33的顶端中间位置均一体成型凸出设置有第二刃口34；

两个托盘组件4，其分别可转动设置在两个第二刃口34上，且两个所述托盘组件4均与所述底座1的中间位置铰接。

工作原理：将砝码组的任一砝码放置在托盘组件4上，使得横梁3偏转产生扭矩，从而横梁3产生的扭矩通过传动机构5传递给扭矩传感器7，扭矩传感器7测量得出扭矩检测值，通过计算得出横梁3偏转产生的扭矩理论值，并将扭矩检测值与扭矩理论值对比，以此判断扭矩传感器7的检测精度。通过第一刃口32与第一刃口槽22配合，使得横梁3能够随两端的重量变化产生偏转，并且第一刃口32的末端与芯轴52位于同一中心轴线，从而横梁3能够通过芯轴52将扭矩传递给扭矩传感器7，通过第一连接杆31分别套设在两个安装孔21内以此限制横梁3的活动位置，防止横梁3脱离U型支架2；通过将两个托盘组件4可转动设置在两个第二刃口34上，使得托盘组件4能够随横梁3偏转进行随动，托盘组件4保持垂直从而保障托盘组件4内的砝码平稳，并通过托盘组件4均与底座1中间位置铰接限制托盘组件4的活动位置，防止托盘组件4脱离第二刃口34吗，采用这种方式具有保障传动效果、保障连接稳定性的有利之处。

如上述方案中，所述托盘组件4包括：

环形吊架41，其两侧对称的开设有安装槽42，各所述安装槽42的顶端中间位置均开设有第二刃口槽43，且所述第二连接杆33的两端部分别与两个所述安装槽42套设，所述第二刃口34的末端抵靠在所述第二刃口槽43内；

十字托架44，其中间位置与所述环形吊架41的顶端中间位置固定连接，且所述十字托架44上放置有用于放置砝码的托盘45；

拉带46，其一端与所述环形吊架41的底端中间位置铰接，所述拉带46的另一端与所述底座1的中间位置铰接。

工作原理：通过第二刃口34的末端抵靠在第二刃口槽43内，使得环形吊架41能够随横梁3的偏转实现随动，环形吊架41始终保持垂直状态从而保障砝码能够平稳的放置在托盘45上，通过拉带46将环形吊架41的活动位置进行限定，防止第二刃口34从第二刃口槽43内脱离，具有保障连接稳定性、保障检测效果的有利之处。

如上述方案中，所述横梁3的两端中间位置还分别固定连接有调节螺栓35，且各所述调整螺栓35均螺纹连接有调整螺母36。通过移动调整螺母36在调节螺栓35上的位置，实现微调横梁3的偏心距，以使得横梁3处于水平状态，具有便于调节、保障测试效果的有利之处。

实施例：

将扭矩传感器7通过传动机构5与横梁3进行连接，扭矩传感器7最大量程为100mNm，最小量程为0.1mNm，具体参数如表1所示：

表1

法码组采用定制的E2等级砝码，E2等级砝码精度如表2所示，定制的E2等级砝码取1克、5克、10克、20克、40克、60克砝码，并计算6种不同重量在横梁3的力臂长度下产生的不同扭矩理论值，横梁3的力臂长度为120mm；

E2精度标谁砝码表

表2

具体计算过程为：

已知成都周边的重力加速度g＝9.7913(m/s²)，即1000g＝1Kg＝9.7913N，得1N＝1000g/9.7913＝102.1315g，横梁力臂长度120mm(即：0.12m)，以1g砝码计算为例1g，产生力矩为1g×9.7913×120/1000＝1.174956mNm，同理分别测量和计算得到5g、10g、20g、40g、60g砝码时的扭矩理论值，具体见表3所示：

表3

在检测扭矩传感器7正转方向的精度时，将1克、5克、10克、20克、40克、60克砝码分别放置在一侧托盘上，并通过扭矩传感器7正转分别检测1克、5克、10克、20克、40克、60克砝码对横梁3产生的扭矩检测值；将扭矩理论值与对应的扭矩检测值进行对比，对比判断检测扭矩传感器7正转方向的精度误差值是否在0.1mNm内；

在检测扭矩传感器7反转方向的精度时，将1克、5克、10克、20克、40克、60克砝码分别放置在另一侧托盘上，并通过扭矩传感器7反转分别检测1克、5克、10克、20克、40克、60克砝码对横梁3产生的扭矩检测值；将扭矩理论值与对应的扭矩检测值进行对比，对比判断检测扭矩传感器7正转方向的精度误差值是否在0.1mNm内；

力矩差值分析表如表4所示：

表4

以此实现扭矩传感器7的力矩测试。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种扭矩传感器力矩测试装置，包括底座以及设置在所述底座上的托盘天平，其特征在于：

用于向扭矩传感器传递扭矩的传动机构，其与所述托盘天平的横梁中间位置传动连接；

用于调控横梁进行偏转的砝码组，其任一砝码放置在所述托盘天平的任一托盘上。

2.根据权利要求1所述的扭矩传感器力矩测试装置，其特征在于，所述传动机构包括：

L型架板，其一侧与所述横梁的中间位置固定连接，且所述L型架板的另一侧固定连接有芯轴，所述芯轴与所述横梁的旋转中心位于同一中心轴线；

用于连接扭矩传感器转轴的联轴器，其连接在所述芯轴上。

3.根据权利要求1所述的扭矩传感器力矩测试装置，其特征在于，所述横梁上还水平设置有水平仪。

4.根据权利要求1所述的扭矩传感器力矩测试装置，其特征在于，所述托盘天平的U型支架上还架设有限位块，且所述限位块螺纹连接有限位螺钉，所述限位螺钉的末端通过螺纹拧动与所述横梁的顶端中间位置抵靠。

5.根据权利要求1所述的扭矩传感器力矩测试装置，其特征在于，所述砝码组包括：1克砝码、5克砝码、10克砝码、20克砝码、40克砝码、60克砝码。

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