一种扭矩测量装置的制造方法

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一种扭矩测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及扭矩测量技术领域,具体涉及一种扭矩测量装置。
【背景技术】
[0002] 现有技术中的扭矩测量装置主要包括应变式传感器和扭杆,利用该测量装置测量 扭矩的方法为:如果需要测量静态扭矩时,则将扭杆的一端与被测件连接并在被测件的驱 动下转动,另一端固定起来,这样通过应变式传感器测定扭杆在输入扭矩作用下的微小变 形量经过信号转换来测量扭矩值;如果需要测量动态扭矩,则将扭杆的一端与被测件连接 并在输入扭矩的驱动下转动,另一端自由转动,这样也可以通过应变式传感器测定扭杆在 输入扭矩作用下的微小变形量来间接测得扭矩值。
[0003] 现有技术中的扭矩测量装置以及利用该测量装置进行扭矩测量的方法存在以下 技术问题:由于需要通过测量扭杆的变形量来间接测量扭矩值,如果输入的扭矩值超过测 量范围时,容易使扭杆发生扭断,进而损坏扭矩测量装置;如果输入的扭矩过小,则很难使 得扭杆灵敏地变形,从而影响扭矩测量装置的灵敏度以及精度。因此,现有技术中的扭矩测 量装置中的扭杆很难满足变化幅度较大的扭矩值的测量,导致其通用性较差,经常需要为 不同测量范围的扭矩测量装置配置不同弹性的扭杆。
[0004] 另外,现有技术中还存在一种不需要通过测量扭杆在输入扭矩作用下的变形量即 可间接获得扭矩值的方法,例如,中国期刊文献《重质残油磁力传动齿轮栗磁偶合器扭矩计 算》(杨逢瑜,於又玲)公开了一种对永磁耦合器所传递的扭矩值的解析计算公式,其完全通 过理论模型与假定的方式,推导给出永磁耦合器扭矩值与多参数之间的关系方程,此种方 法不需要测量扭杆的变形量,因此,克服了利用扭杆测量通用性差的缺陷,然而,由于该种 方法为在假定条件下的理论推导公式,不可避免地省略和假定了一些参数,且解析式复杂, 从而导致计算结果的精确性受到影响。
[0005] 综上所述,如何提供一种通用性高的扭矩测量装置以及提供一种通用性高且测量 精度高的扭矩测量方法是现有技术中还没有解决的技术难题。 【实用新型内容】
[0006] 因此,本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的扭矩测量方法无法同 时满足较高的通用性以及较高测量精度的技术缺陷,从而提供一种通用性高且测量精度高 的扭矩测量装置。
[0007]为此,本实用新型提供的一种扭矩测量装置,包括:
[0008] 第一永磁转子,包括第一转轴和设置在第一转轴上的第一永磁体;
[0009] 第二永磁转子,包括第二转轴和设置在第二转轴上的第二永磁体;
[0010]所述第一转轴和第二转轴同轴设置,所述第一转轴与被测件连接,所述第二转轴 固定或者随被测件自由转动,且所述第一永磁体和第二永磁体的磁极相互匹配并且设置有 气隙;
[0011] 所述扭矩测量装置,还包括,
[0012] 角度传感器,用于测量所述第一转轴受驱动而转动时,所述第一永磁转子与第二 永磁转子之间的转动角度的差值。
[0013] 进一步,本实用新型的扭矩测量装置,所述第一永磁体和第二永磁体具有相同的 磁极对数。
[0014] 进一步,本实用新型的扭矩测量装置,所述第一永磁体和第二永磁体的磁极对数 的数量均不小于18对。
[0015] 进一步,本实用新型的扭矩测量装置,所述第一永磁体和第二永磁体磁极的排列 方式为N-S极交替排列。
[0016] 进一步,本实用新型的扭矩测量装置,所述第一永磁体和第二永磁体磁极的排列 方式为海尔贝克阵列。
[0017] 进一步,本实用新型的扭矩测量装置,所述角度传感器包括,设置在第一永磁转子 上的第一角度传感器,和设置在第二永磁转子上的第二角度传感器。
[0018] 进一步,本实用新型的扭矩测量装置,还包括储存器,用于存储经试验建立的角度 偏差值_扭矩曲线;
[0019] 处理器,获取第一永磁体与第二永磁体之间的转动角度的差值并读取角度偏差 值-扭矩曲线以计算得到被测件的扭矩值。
[0020] 本实用新型提供的技术方案,具有如下优点:
[0021] 1.本实用新型的扭矩测量装置,通过角度传感器获得第一永磁转子与第二永磁转 子之间的旋转角度的差值,并根据旋转角度的差值计算得出被测件的扭矩值;在整个测量 过程中,不需要扭杆也不需要通过测量扭杆的变形量来间接测量扭矩,从而避免了现有技 术中采用扭杆测量存在的通用性差以及精度差的技术缺陷,上述扭矩测量装置可以应用于 各种扭矩值的测量,通用性好;并且,该装置既可用于测试静态扭矩也可以测试动态扭矩, 适应范围广;同时,上述扭矩测量装置很好地利用了现有技术中永磁耦合装置的一部分结 构,在此基础之上进行改造,使得扭矩测量装置的结构简单,制造成本低廉;此外,第一永磁 转子与第二永磁转子之间具有气隙,当输入的扭矩值过大时,通过第一永磁转子与第二永 磁转子发生"打滑",防止整个扭矩测量装置抱死,保护整个装置和被测件的安全。
[0022] 2.本实用新型的扭矩测量装置,第一永磁转子与第二永磁转子的磁极对数相同 时,在第一转轴和第二转轴转动稳定后,第一转轴和第二转轴的转速相同,第一转轴与第二 转轴的角度偏差值不会因时间的变化而变化,第一转轴与第二转轴的角度偏差值可以在转 动稳定后的任意时间进行测量,使测量更加方便。
[0023] 3.本实用新型的扭矩测量装置,磁钢排列采用N-S极交替排列和海尔贝克阵列 (Halbach Array)均可以使第一永磁转子与第二永磁转子传递的扭矩与角度偏差值之间形 成正弦分布的形式,使角度偏差值-扭矩曲线为更加接近正弦曲线,使现场标定更为方便, 对扭矩的测量更为精确。
[0024] 4.本实用新型的扭矩测量装置,通过设置存储器和处理器,使扭矩值的计算能够 实现自动化,计算速度快。
【附图说明】
[0025] 为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案,下面将对
【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述 中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性 劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026] 图1为本实用新型中永磁体N-S极交替排列方式的结构示意图;
[0027] 图2为筒式的扭矩测量装置的结构示意图;
[0028] 图3为盘式的扭矩测量装置的结构示意图;
[0029]图4为本实用新型中满足正弦函数关系的角度偏差值-扭矩曲线。
[0030] 附图标记说明:
[0031 ] 1-第一转轴;2-第一永磁体;3-第二永磁体;4-第二转轴。
【具体实施方式】
[0032] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的 实施例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。
[0033] 在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"竖 直"、"水平"、"内"、"外"等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
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