专利名称：轮辐式联轴器扭矩传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轮辐式联轴器扭矩传感器，属于扭矩传感器技术领域。
背景技术：
随着现代控制技术的发展，对机械设备扭矩大小的实时监测和控制变得越来越重要，扭矩传感器的应用也就变得非常普遍。扭矩传感器在使用过程中一般是先和联轴器相连接，然后联轴器再和传动设备相连，从而扭矩传感器才能顺利将传递的扭矩测出，这无形中加大了设备轴向连接尺寸。同时，现有扭矩传感器的结构中大多有机座，这无形之中也增加扭矩传感器的体积占有量，使扭矩传感器在一些结构要求比较紧凑的设备中的应用变的困难。所以本联轴 器式扭矩传感器的结构设计中，取消机座的设计还处于空白。
发明内容本实用新型的目的，是提供一种既可以用作联轴器，又可以用作扭矩传感器的联轴器式扭矩传感器，其可以保证新型联轴器式扭矩传感器的装配尺寸和现有联轴器装配尺寸相一致，在使用过程中，只需用该新型联轴器式扭矩传感器去替换现有一对联轴器中的一支联轴器即可，不需要再加装联轴器机座。为实现上述的目的，本实用新型采用如下的技术方案轮辐式联轴器扭矩传感器包括弹性体、应变电桥、数据处理电路和无线发射模块，弹性体是具有轮辐结构的联轴器形钢质结构体，应变片粘贴在弹性体轮辐上，应变片组成电桥，数据处理电路处理电桥失稳电压并计算扭矩值，通过无线发射模块将扭矩值传输到地面接收端。首先将传感器弹性体加工成联轴器的形状，然后将法兰盘端面进行二次加工，将法兰盘端面加工出轮辐，在轮辐侧面粘贴应变片，用导线将应变片相连组成电桥，轮辐和轮辐之间安装有电路板，电路板上有单片机、电源、电子电路等，用来对电桥进行供电以及数据的采集、分析处理，以及无线传输，法兰盘两个端面分别有一个端盖，用来保护应变电桥和电子电路。通过上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果I、本实用新型同时实现了联轴器和扭矩传感器二者的功能，其装配尺寸和原联轴器相一致，有效减小了设备轴向安装尺寸，可以使扭矩传感器得到更广泛的应用。2、采用无线传输模式，电路板上的电源提供整个测试及无线传输电路所需的用电量，所以取消了原有扭矩传感器所必须的供电机座。扭矩传感器的径向尺寸得到有效的减小，使扭矩传感器的安装变得更加方便。3、采用轮辐式的结构，测试原理简单可靠，设备维护方便，生产成本低廉，经济效益显著。
图I为本实用新型结构的轴向剖视图，图2为本实用新型如图I所示的结构卸掉端盖2后A-A方向上的左视图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本实用新型进行具体的说明。如图I和图2所示，传感器主要由弹性体I和法兰盘两侧端盖2、3组成。弹性体I装配尺寸和原联轴器装配尺寸相一致，但是弹性体I中存在轮辐结构，轮辐的个数可以是4个、6个、8个、10个或者12个，同时弹性体I法兰盘上有柱销孔，柱销孔的个数可以是4个、6个、8个或者10个，弹性体I的端盖3侧法兰端面和联轴器相连，连接形式可以是柱销连接，也可以是螺栓连接；弹性体内孔通过键与轴相连，弹性体的材料为适合做弹性材料的合金钢，法兰端面加工出轮辐7，每个轮辐上粘贴两片应变片9，应变片组成电桥，然后将电桥接入数据处理电路的电路板8，电路板8上包含电源、放大电路、稳压电路、单片机、无线发射模块等，其中电源、放大电路、稳压电路、单片机称为测试电路，将电路板8安装在轮辐之间的空隙中，即将测试电路和无线发射模块的电路板安装在轮辐之间的空隙处，固定于弹性体的非轮辐位置处，非连接联轴器一侧的端盖2通过螺钉4固定在弹性体I上，端盖2 上开有传输无线信号所需的孔5，端盖3通过端盖圆周方向上的螺纹和弹性体I相连。在对弹性体I和法兰两侧端盖2、3进行设计制造时，使弹性体两侧端盖2、3与弹性体外圆周的圆环面相连，同时保持其与轮辐和内圆环相分离。当弹性体受到扭矩时，弹性体I的轮辐7会发生变形，轮辐的变形会使应变片9产生阻值的变化，测试电路8通过测试电桥的电压差计算出传感器所受扭矩的变化，然后无线发射模块将扭矩值无线传输到地面接收装置。
权利要求1.轮辐式联轴器扭矩传感器，包括弹性体、应变电桥、数据处理电路和无线发射模块，其特征在于弹性体是具有轮辐结构的联轴器形钢质结构体，应变片粘贴在弹性体轮辐上，应变片组成应变电桥，数据处理电路处理电桥失稳电压并计算扭矩值，通过无线发射模块将扭矩值传输到地面接收端。
2.根据权利要求I所述的传感器，其特征在于，弹性体中有轮辐结构，轮辐个数可以是4个、6个、8个、10个或者12个，弹性体的内孔通过键与轴相连接，弹性体法兰盘上有柱销孔，可以通过柱销或者螺栓和联轴器相连，柱销孔个数可以是4个、6个、8个、10个。
3.根据权利要求I所述的传感器，其特征在于，应变片粘贴于轮辐上，每个轮辐上粘贴有两片应变片，应变片组成电桥后接入数据处理电路。
4.根据权利要求I所述的传感器，其特征在于，测试电路和无线发射模块的电路板安装在轮辐之间的空隙中，固定在弹性体的非轮辐位置处。
5.根据权利要求I所述的传感器，其特征在于，非连接联轴器一侧的端盖上开有传送 无线信号所需的孔。
6.根据权利要求I所述的传感器，其特征在于，弹性体两侧端盖和弹性体外圆周的圆环面相连，同时保持其与轮辐和内圆环相分离。
专利摘要本实用新型涉及一种轮辐式联轴器扭矩传感器，包括弹性体、应变电桥、数据处理电路和无线发射模块，弹性体是具有轮辐结构的联轴器形钢质结构体，应变片粘贴在弹性体轮辐上，应变片组成应变电桥，数据处理电路处理电桥失稳电压并计算扭矩值，通过无线传输方式将扭矩值传送到地面接收端。本实用新型同时实现了联轴器和扭矩传感器二者的功能，其装配尺寸和原联轴器相一致，有效减少了设备轴向安装尺寸。而且不需要安装通常扭矩传感器所需的机座，从而使得设备安装简单，使用可靠，维护方便。
文档编号G01L3/00GK202533206SQ201120442010
公开日2012年11月14日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者周宁闯, 林福严 申请人:中国矿业大学(北京)