双量程检测带过载保护扭矩传感器及其制造方法与流程

本发明涉及一种双量程检测带过载保护扭矩传感器及其制造方法。

背景技术：

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，在一些特殊测试情况下需要对同一被测物件进行差距很大的扭矩测试，比如相差量程在100~1000倍量程使用情况下，为了保证精度这就需要不同量程的扭矩传感器，如果同时测量则会对小量程的应变片产生损害。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是在对同一被测物体测试量程差距较大的情况下较小量程的传感器会收到损害。

本发明的具体实施方案是：双量程检测带过载保护扭矩传感器，包括相互固定连接叠合设置的第一弹性轴和第二弹性轴，所述第一弹性轴和第二弹性轴外表面贴附有用于测试扭矩大小的应变片，所述第一弹性轴外固定连接有外罩体；

所述外罩体下端面与第二弹性轴上表面具有相互配合的用于限制外罩体下端与第二弹性轴发生相对转动的第一限位结构；

所述外罩体设有向内延伸的顶杆，所述第一弹性轴的下部设置有限制第一弹性轴与顶杆发生相对转动的第二限位结构；

所述第一限位结构与第二限位结构有且仅有一处预留有以供被限位的两个构件发生相对转动的间隙。

进一步的，所述第一限位结构包括设置于外罩体下端与第二弹性轴上端面的固定螺栓孔，所述固定螺栓孔内设置有第一锁紧螺栓以使外罩体下端与第二弹性轴固定连接；

所述第二限位结构包括第一弹性轴下部设置的第二锁紧螺栓，所述顶杆下表面具有扣于第二锁紧螺栓上部的开孔，所述开孔截面面积大于第二锁紧螺栓，以预留顶杆与第一弹性轴发生相对转动的空间。

进一步的，所述第一限位结构包括设置于外罩体下端与第二弹性轴上端面的限位螺栓孔，所述第二弹性轴上端面设置有第一锁紧螺栓，外罩体下端的限位螺栓孔孔径大于第一锁紧螺栓直径以预留罩体下端与第二弹性轴发生相对转动的空间；

所述第二限位结构包括第一弹性轴下部及顶杆下表面的固定螺栓孔，所述固定螺栓孔内设有贯穿顶杆与第一弹性轴的第二锁紧螺栓以实现顶杆与第一弹性轴固定连接。

进一步的，所述第二弹性轴中部设有凹槽，所述第一弹性轴下部置于凹槽内。

进一步的，所述第二弹性轴外设有外罩。

进一步的，所述第一弹性轴与第二弹性轴中部具有联通的中孔，所述外罩上设有传感器输出接口，所述应变片线路经中部中孔与传感器输出接口连接。

进一步的，所述第二弹性轴下方设有固定孔。

一种双量程检测带过载保护扭矩传感器制造方法，包括下列步骤：

（1）设置相互固定连接叠合设置的第一弹性轴和第二弹性轴，所述第一弹性轴和第二弹性轴外表面贴附有用于测试扭矩大小的应变片，所述第一弹性轴外固定连接一外罩体；

（2）外罩体下端面与第二弹性轴上表面具有相互配合的用于限制外罩体下端与第二弹性轴发生相对转动的第一限位结构；外罩体设有向内延伸的顶杆，所述第一弹性轴的下部设置有限制第一弹性轴与顶杆发生相对转动的第二限位结构；

所述第一限位结构与第二限位结构有且仅有一处预留有以供被限位的两个构件发生相对转动的间隙。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本结构利用限位结构能够满足对同一被测物体进行扭矩数值差距较大的测量，且避免出现过大扭矩对较小量程的应变片产生损害，当测量较大量程的扭矩时会对较小量程所在的弹性轴实现锁定并将扭矩传递至较大量程所在的弹性轴上。

附图说明

图1为本发明结构实施例一示意图。

图2为本发明实施例二结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～2所示，双量程检测带过载保护扭矩传感器，包括相互固定连接叠合设置的第一弹性轴10和第二弹性轴20，所述第一弹性轴10和第二弹性轴20外表面贴附有用于测试扭矩大小的应变片，本实施例中第一弹性轴10上的应变片测试扭矩大小的量程小于第二弹性轴20上贴附的应变片量程，所述第一弹性轴外固定连接有外罩体30；

本发明的实施例，外罩体30和第一弹性轴10的上端设有联通的用于与被测构件连接的连接螺栓孔101，主要用于连接被测物体时设置锁紧件。

所述外罩体30下端面与第二弹性轴20上表面具有相互配合的用于限制外罩体30下端与第二弹性轴20发生相对转动的第一限位结构；

所述外罩体30设有向内延伸的顶杆40，所述第一弹性轴10的下部设置有限制第一弹性轴10与顶杆40发生相对转动的第二限位结构；

所述第一限位结构与第二限位结构有且仅有一处预留有以供被限位的两个构件发生相对转动的间隙。

实施例一：本实施例中所述第一限位结构包括设置于外罩体30下端与第二弹性20轴上端面的固定螺栓孔310，所述固定螺栓孔310内设置有第一锁紧螺栓以使外罩体下端与第二弹性轴固定连接；这样当在检测被测物体时与被测物件固定连接的外罩体30能够将相应的力矩传导至第一弹性轴10和第二弹性轴20上的应变片，当然在量程差距极大的情况下第一弹性轴10的应变片首先感应到被测物体的扭矩值，而第二弹性轴20的应变片则应该显示较小的数值甚至在差距超过最小测量值的情况下第二弹性轴20的应变片不会有相应的数据感应，

所述第二限位结构包括第一弹性轴10下部设置的第二锁紧螺栓110，所述顶杆40下表面具有扣于第二锁紧螺栓上部的开孔311，所述开孔311截面面积大于第二锁紧螺栓110，以预留顶杆40与第一弹性轴10发生相对转动的空间，本实施例，开孔311截面面积大于第二锁紧螺栓预留空间为3～5丝。

当被测物体收到的扭矩逐渐增大的情况下，一旦超过第一弹性轴10的应变片最大量程则第一弹性轴10会立刻发生旋转同时预留的配合间隙被旋转所消减，这样第一弹性轴10上的第二锁紧螺栓则抵顶于与外罩体30固定连接的顶杆40内的开孔边缘，实现对第一弹性轴10上应变片的过载保护。

实施例二：所述第一限位结构包括设置于外罩体30下端与第二弹性轴20上端面的限位螺栓孔320，所述第二弹性轴20上端面设置有第一锁紧螺栓，外罩体30下端的限位螺栓孔320孔径大于第一锁紧螺栓直径以预留罩体下端与第二弹性轴发生相对转动的空间；

所述第二限位结构包括第一弹性轴10下部及顶杆40下表面的固定螺栓孔，所述固定螺栓孔内设有贯穿顶杆40与第一弹性轴10的第二锁紧螺栓以实现顶杆40与第一弹性轴10固定连接，这样当被测物体在较小量程测试时第一弹性轴10上的应变片会感应到相应的扭矩，而当被测物件的所受扭矩逐渐增大时，由于外罩体30下端的限位螺栓孔320大于第一锁紧螺栓的截面积，因此当第一弹性轴10在超过量程发生扭转的情况下会带动外罩体30转动从而消减第一锁紧螺栓和限位螺栓孔之间的间隙从实现过第一弹性轴10上应变片的过载保护；

上述实施例中，所述第二弹性轴20中部设有凹槽210，所述第一弹性轴下部置于凹槽210内，上述实施例中第一弹性轴10和第二弹性轴20的接触面以及外罩体40与第二弹性轴20的接触面不可视为完全光滑表面，上述接触面存在相应的摩擦力。

上述实施例中，所述第二弹性轴外设有外罩230，所述第一弹性轴10与第二弹性轴20中部具有联通的中孔102，所述外罩230上设有传感器输出接口231，所述应变片线路经中部中孔与传感器输出接口连接。

上述实施例中，所述第二弹性轴下方设有固定孔240用于实现第二弹性轴的固定。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。