CN220670781U - 传动轴扭矩测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种传动轴扭矩测量装置，包括传动轴、应变片、导线、感应线圈、支架、附加磁场、接收电路、外壳、轴承、测量控制器，所述传动轴通过轴承安装在外壳内，应变片粘贴在传动轴外表面，感应线圈通过支架固定在传动轴上，应变片与感应线圈通过导线连接成闭环电路，附加磁场和接收电路均固定在外壳内,测量控制器位于外壳外部，测量控制器连接接收电路。应变片在传动轴受扭矩作用时发生变形，电阻发生变化，在附加磁场的作用下，闭环电路中的电流也产生变化，感应线圈将电流变化传递给接收电路，从而实现传动轴扭矩的测量。本实用新型提供的技术方案，扭矩测量装置体积紧凑、且能够实现非接触式扭矩测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种扭矩监测技术领域，尤其涉及一种传动轴扭矩测量装置。
背景技术
轴系传动广泛应用于在交通运输、船舶、航空航天、能源等各个工业领域，扭矩是传动轴的基本载荷形式，也是传动轴动力输出的重量指标，监测扭矩可以获取轴系的功率、传输效率以及运动状态，对于提高轴系传动整体的可靠性、确保工作安全十分必要。
目前，应用最为广泛的扭矩监测装置为在传动轴表面的应变片，利用导电滑环传递应变片输出的测量信号，这种测量信号的传递方式较适用于传动轴转速不高的场合；对于转速较高的传动轴，一般可以采用静态扭矩测量装置加专用高速滑环进行测量，也有学者提出光电式、磁电式等非接触式测量手段，但这些测量手段往往存在成本高、测量装置结构复杂，体积大、需要配合专用的仪表才能使用等问题。
因此，对于转速较高的传动轴，需要研制一种结构简单、紧凑，无需特殊的仪表，并且可靠性高、成本低的扭矩测量装置。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种传动轴扭矩测量装置，通过利用附加磁场，将应变片的电阻变化转化为电流变化，再利用感应线圈将电流变化传递给接收电路，接收电路经模数转化、信号处理等环节，再将信号传递给测量控制器，从而实现传动轴扭矩的测量。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种传动轴扭矩测量装置，包括传动轴、应变片、导线、感应线圈、支架、附加磁场、接收电路、外壳、轴承、测量控制器，所述传动轴通过轴承安装在外壳内，应变片粘贴在传动轴外表面，感应线圈通过支架固定在传动轴上，应变片与感应线圈通过导线连接成闭环电路，附加磁场和接收电路均固定在外壳内,测量控制器位于外壳外部，测量控制器连接接收电路。
进一步，所述外壳一侧设置端盖和密封圈，起到与传动轴密封的作用。
进一步，所述外壳表面设置电气接口，用于测量控制器和接收电路之间的信号传输与供电。
进一步，所述应变片为矩形片，应变片长边与传动轴的轴线呈45°夹角。
进一步，所述应变片远离支架，附加磁场仅覆盖应变片所在区域，以确保闭合电路的一部分做切割磁场，产生电流。
进一步，所枕述支架通过螺钉与传动轴固定，支架表面设置卡箍，用来固定感应线圈。
进一步，所述接收电路包括接收线圈、模数转换模块、信号处理模块、供电模块，接收线圈通过模数转换模块连接信号处理模块，供电模块连接模数转换模、信号处理模块。
进一步，所述接收线圈的位置对应感应线圈，以便实现接收线圈和感应线圈的耦合。
本实用新型的有益效果在于：固定在传动轴上的测量部件少，对传动轴的工作影响小；由应变片、感应线圈和导线组成的无源的闭环电路与接收电路间采用互感技术来实现电流信号的传递、无导线连接，避免了传动轴转动时导线缠绕的问题。
附图说明
图1为本实用新型的传动轴扭矩测量装置结构示意图；
图2为扭矩测量信号传输过程示意图；
图中，1、传动轴；2、应变片；3、导线；4、感应线圈；5、支架；6、附加磁场；7、接收电路；8、外壳；9、轴承；10、测量控制器；501、螺钉；502、卡箍；701、接收线圈；702、模数转换模块；703、信号处理模块；704、供电模块；801、电气接口；802、端盖；803、密封圈。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本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，都属于本实用新型保护的范围。
参照图1，2所示，一种传动轴扭矩测量装置，位于传动轴末端，包括传动轴1、应变片2、导线3、感应线圈4、支架5、附加磁场6、接收电路7、外壳8、轴承9和测量控制器10。
传动轴1一端通过轴承9安装固定在外壳8内，应变片2粘贴在传动轴1外表面，感应线圈4通过支架5固定在传动轴1上，应变片2与感应线圈4通过导线3连接成闭环电路，附加磁场6和接收电路7均固定在外壳8内,测量控制器10位于外壳8外部，外壳表面设置电气接口801用于测量控制器10和接收电路7之间的信号传输与供电。
优化方案，外壳8设置端盖802和密封圈803，起到与传动轴1密封的作用。
优化方案，应变片2为矩形片，应变片2长边与传动轴1的轴线呈45°夹角。
优化方案，应变片2远离支架5，附加磁场6仅覆盖应变片2所在区域，以确保闭合电路的一部分做切割磁场，产生电流。
优化方案，支架5设置螺钉501与传动轴1固定，支架5表面设置卡箍502用来固定感应线圈4。
优化方案，接收电路7包括接收线圈701、模数转换模块702、信号处理模块703、供电模块704。接收线圈701通过模数转换模块702连接信号处理模块703，供电模块704连接模数转换模块702、信号处理模块703。
优化方案，接收线圈701的位置对应感应线圈4，以便实现接收线圈701和感应线圈4的耦合。
本实用新型的工作原理在于：将应变片2和感应线圈4连接成无源的闭环电路，将该无源闭合电路中的一部分置于附加磁场6中，传动轴1转动过程中，闭合电路中的一部分做切割磁感线运动，闭合电路产生电流，传动轴扭矩引起应变片2电阻变化及闭合电路电流变化，感应线圈4将电流变化传递给接收电路7，接收电路7经模数转化、信号处理等环节，再将信号传递给测量控制器10，实现传动轴扭矩的测量。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种传动轴扭矩测量装置，其特征在于：包括传动轴、应变片、导线、感应线圈、支架、附加磁场、接收电路、外壳、轴承、测量控制器，所述传动轴通过轴承安装在外壳内，应变片粘贴在传动轴外表面，感应线圈通过支架固定在传动轴上，应变片与感应线圈通过导线连接成闭环电路，附加磁场和接收电路均固定在外壳内,测量控制器位于外壳外部，测量控制器连接接收电路。
2.根据权利要求1所述的传动轴扭矩测量装置，其特征在于：所述外壳一侧设置端盖和密封圈，起到与传动轴密封的作用。
3.根据权利要求1所述的传动轴扭矩测量装置，其特征在于：所述外壳表面设置电气接口，用于测量控制器和接收电路之间的信号传输与供电。
4.根据权利要求1所述的传动轴扭矩测量装置，其特征在于：所述应变片为矩形片，应变片长边与传动轴的轴线呈45°夹角。
5.根据权利要求1所述的传动轴扭矩测量装置，其特征在于：所述应变片远离支架，附加磁场仅覆盖应变片所在区域，以确保闭合电路的一部分做切割磁场，产生电流。
6.根据权利要求1所述的传动轴扭矩测量装置，其特征在于：所枕述支架通过螺钉与传动轴固定，支架表面设置卡箍，用来固定感应线圈。
7.根据权利要求1所述的传动轴扭矩测量装置，其特征在于：所述接收电路包括接收线圈、模数转换模块、信号处理模块、供电模块，接收线圈通过模数转换模块连接信号处理模块，供电模块连接模数转换模、信号处理模块。
8.根据权利要求7所述的传动轴扭矩测量装置，其特征在于：所述接收线圈的位置对应感应线圈，以便实现接收线圈和感应线圈的耦合。
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