一种用于测试车辆风扇的扭矩传感器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种用于测试车辆风扇的扭矩传感器，风扇包括扇片和转轴；传感器包括同轴向依次连接的信号采集处理模块、法兰盘、高速滑环和测速装置，转轴内壁与信号采集处理模块的外壁连接。本发明的实现了在不改变车辆现有装配结构的情况下，在线测试冷却风扇实车工作状态下的转速和扭矩。
【专利说明】
一种用于测试车辆风扇的扭矩传感器
技术领域
[0001]本发明涉及一种扭矩传感器，具体讲涉及一种用于测试车辆风扇的扭矩传感器。
【背景技术】
[0002]—些特殊用车辆对于散热具有较高的要求，作为主要散热部件的风扇的体工况直接关系到整车动力输出的效果。现有的冷却风扇的冷却性能都是采用台架试验与设计计算相结合得到的，车在其真实工作状态下的数据很难测得。车辆散热部件一旦出现问题，所有关于冷却风扇的工作参数都只能通过理论分析推算得到，没有真实的数据可依。
[0003]因此，亟需提供一种新型风扇扭矩传感器，既能作为风扇传动装置的部件，又能在风扇实车工作状态下在线测试转速和扭矩。
【发明内容】
[0004]为了克服上述缺陷，本发明提供一种可在实车工作状态下测试转速和扭矩的装置，具体采用如下技术方案:
[0005]—种用于测试车辆风扇的扭矩传感器，所述风扇包括扇片和转轴；所述传感器包括同轴向依次连接的信号采集处理模块、法兰盘、高速滑环和测速装置，其改进之处在于，所述转轴内壁与所述信号采集处理模块的外壁连接。
[0006]优选地，所述法兰盘包括依次设置于同一面的中心盘、悬臂和叶片。
[0007]优选地，所述悬臂的数目为三，其与所述中心盘连接的一端彼此连接形成环绕所述中心盘的圆环，其与所述叶片连接的另一端为弧形。
[0008]优选地，所述中心盘设有与所述中心盘轴向平行的固定孔。
[0009]优选地，所述悬臂两侧分别设置大小和与所述法兰盘中心轴距离均相同的应变片。
[0010]优选地，所述叶片外边缘呈圆弧形，两侧呈s形结构，所述叶片两端设有与所述叶片轴向平行的固定孔。
[0011]优选地，所述中心盘竖直方向外壁与所述信号采集处理模块轴心内壁连接，所述法兰盘的底座竖直方向外壁与所述测速装置轴心内壁连接，所述底座通过螺栓与所述测速装置连接固定。
[0012]优选地，所述测速装置的传感器安装于所述支架上，所述测速装置的U形槽对准码盘齿形边缘。
[0013]优选地，所述高速滑环的引出线与所述测速装置传感器的连接线沿所述支架走线并捆绑，所述高速滑环的定子边缘挡块固定在所述支架上，所述高速滑环采用接触式供电方式和数据传输结构。
[0014]优选地，所述测速装置包括带栅槽的齿盘和发光晶体管，所述发光晶体管安装在所述齿盘侧面。
[0015]与最接近的现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0016](I)本发明的扭矩传感器，实现了可在线测试风扇工作状态下的转速和扭矩，填补了实车状态下无法获得冷却风扇工作参数的空白。
[0017](2)本发明的扭矩信号从采集到处理全程采用有线传输且传输路径最短，最大限度避免信号噪声干扰，有效保证了测量精度。
[0018](3)本发明采用高速滑环接触式传输，保证了输出信号的稳定，避免了非接触式信号传输因电磁兼容性带来的可靠性风险。
[0019](4)本发明的扭矩传感器具有足够的强度和硬度，因此可作为风扇传动部件使用。
[0020](5)本发明的法兰盘适用于特殊尺寸的工况条件，更适用于高速的场合，具有轴向稳定性好和精度高的优点。
[0021](6)本发明的扭矩传感器安装工序简单、便于操作，能快速连接到待测动力设备转轴上，缩短了安装时间，降低了安装成本。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的扭矩传感器总体结构示意图；
[0023]图2为本发明的法兰盘上应变片的贴片示意图；
[0024]图3为本发明的扭矩传感器安装位置图；
[0025]图4为测速装置齿盘示意图；
[0026]图中:1-信号采集处理模块；2-法兰盘；3-高速滑环；4-测速装置；5、6、7、8、9、和10-应变片；11-扇片；12-转轴；13-外罩壳；14-叶片；15-悬臂；16-中心盘;17-齿盘;18-发光晶体管
【具体实施方式】
[0027]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0028]本发明提供了一种用于可测试风扇的扭矩传感器，兼具风扇传动装置部件的功能。如图1和3所示，该传感器包括:信号采集处理模块1、法兰盘2、高速滑环3、测速装置4。风扇包括扇片11和转轴12，转轴12内壁与所述信号采集处理模块I的外壁连接。
[0029]传感器支架(未示出)伸出部分固定高速滑环3的定子边缘挡块，使定子不会跟随转子一起旋转。测速装置4的传感器安装于上支架上，其U形槽对准码盘齿形边缘。高速滑环3的引出线与转速传感器的连接线一起沿上支架走线并捆扎，在合适的底部位置打孔穿出。
[0030]如图2所示，法兰盘包括依次设置于同一面的中心盘16、悬臂15和叶片14。应变片5,6,7,8,9,10在辐条侧面焊接时采用差动焊接的方式，分别焊接在辐条受力方向的两个表面。工作时，同组的2个应变片5,6,7,8,9,10加上2个固定阻值的精密电阻组成桥式电路。每组电桥的输出信号对应由信号采集处理模块I中一组独立的处理电路进行处理。多路处理完成后的数字应力信号在信号输出部分按预标定关系式计算合并，输出测量的扭矩值。
[0031]如图3所示，所述传感器安装在转轴12处，传感器本身可作为传动部件使用，中心盘16竖直方向外壁与信号米集处理模块轴心内壁I连接，法兰盘2的底座(未不出)竖直方向外壁与测速装置4轴心内壁连接，底座通过螺栓与测速装置4连接固定。
[0032]如图4所示，测速装置4包括带齿盘17和发光晶体管18，发光晶体管18安装在有栅槽的齿盘侧面。在旋转过程中，发光晶体管18发出的红外线光，由于栅槽的阻隔，光接收管将收到具有一定周期的光信号，光接收管对接收到的光信号进行耦合，通过信号输出线输出具有一定周期的脉冲式电压信号，根据脉冲式电压频率可以计算出转速。
[0033]该传感器的信号采集处理模块I随风扇一起转动，扭矩信号从采集到处理的内部传输全程采用有线传输且传输路径最短，最大限度地避免了信号噪声干扰，有效保证了测量精度。测量结果对外输出采用高速滑环3接触式传输，保证了输出信号稳定，避免了非接触式信号传输因电磁兼容性而带来的可靠性风险。
[0034]高速滑环3含如下重量百分数的化学成分:C 2.1?2.4%、V 8.4?10%、Cr 5?6.5%、Μο I?1.7%、Ni 2?2.8%、Si 0.6?0.8%、P彡0.03%、S彡0.02%，余量为Fe;齿盘含如下重量百分数的化学成分:C 0.85?1.2%、Cr I?1.4%、Μη 14?17%、Si 0.4?0.5%、P彡0.05%、S彡0.03%，余量为Fe。
[0035]该传感器解决了以往坦克装甲车辆风扇实车工作时扭矩和转速实时测量的难题，填补了国内空白。
[0036]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和等同替换，但这些变化、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于测试车辆风扇的扭矩传感器，所述风扇包括扇片和转轴；所述传感器包括同轴向依次连接的信号采集处理模块、法兰盘、高速滑环和测速装置，其特征在于，所述转轴内壁与所述信号采集处理模块的外壁连接。2.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述法兰盘包括依次设置于同一面的中心盘、悬臂和叶片。3.如权利要求2所述的扭矩传感器，其特征在于，所述悬臂的数目为三，其与所述中心盘连接的一端彼此连接形成环绕所述中心盘的圆环，其与所述叶片连接的另一端为弧形。4.如权利要求3所述的扭矩传感器，其特征在于，所述中心盘设有与所述中心盘轴向平行的固定孔。5.如权利要求3所述的扭矩传感器，其特征在于，所述悬臂两侧分别设置大小和与所述法兰盘中心轴距离均相同的应变片。6.如权利要求2所述的扭矩传感器，其特征在于，所述叶片外边缘呈圆弧形，两侧呈s形结构，所述叶片两端设有与所述叶片轴向平行的固定孔。7.如权利要求2所述的扭矩传感器，其特征在于，所述中心盘竖直方向外壁与所述信号采集处理模块轴心内壁连接，所述法兰盘的底座竖直方向外壁与所述测速装置轴心内壁连接，所述底座通过螺栓与所述测速装置连接固定。8.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述扭矩传感器还包括支架，所述测速装置的传感器安装于所述支架上，所述测速装置的U形槽对准码盘齿形边缘。9.如权利要求8所述的扭矩传感器，其特征在于，所述高速滑环的引出线与所述测速装置传感器的连接线沿所述支架走线并捆绑，所述高速滑环的定子边缘挡块固定在所述支架上，所述高速滑环采用接触式供电方式和数据传输结构。10.如权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述测速装置包括带栅槽的齿盘和发光晶体管，所述发光晶体管安装在所述齿盘侧面。
【文档编号】F04D27/00GK106015072SQ201610499654
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】徐诗辉, 买靖东, 魏来生, 刘焱, 夏焕文, 田小燕, 王嘉炜, 何军民
【申请人】中国北方车辆研究所