动态扭矩传感器的制作方法

本实用新型涉及扭矩测量设备领域，特别涉及一种动态扭矩传感器。

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工具。扭矩传感器可以将扭力的物理变化转换成精确的电信号，扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。

目前，市面上的扭矩传感器一般包括外壳、转轴、衬套、线圈和应变片等元件构成，使用轴承将转轴固定在外壳内，并在转轴上设置应变片和线圈，然后由被检测元件带动转轴旋转，应变片随着转轴旋转并且检测扭矩变化。

这种扭矩传感器的应变片一般是设置在转轴上的，这样能够使应变片紧贴转轴，从而使应变片的检测结果更加精确，但是由于线圈一般设于衬套上，应变片设于转轴上，每次检修和替换应变片都需要将线圈和引线拆卸，安装和维修都较为麻烦。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种动态扭矩传感器，其具有便于安装维修的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种动态扭矩传感器，包括外壳、两端通过轴承转动连接在外壳内的转轴，所述转轴上套设有衬套，衬套朝向转轴一面上设有大小与应变片相同的凹槽，应变片胶粘在凹槽内，其厚度大于凹槽高度，并与转轴表面抵接，应变片通过引线与外界连接。

如此设置，应变片设置在衬套内壁的凹槽内，并且与转轴抵接，这样固定在衬套内的应变片起到的侧扭矩作用和效果与固定在转轴上相同，而需要维修和进行更换应变片时，可以直接将衬套从转轴上取下进行更换，这样不需要将线圈撤下，也不需要将引线完全剪断、取下并且更换，省却了操作人员的操作步骤，便于安装和维修，而粘是指同质或异质物体表面用胶粘剂连接在一起的技术，具有应力分布连续，重量轻，或密封，多数工艺温度低等特点，能够给应变片带来更为良好的固定。

进一步设置：所述衬套内设有用于容纳引线的并且连通至外界的导线槽。

如此设置，由于应变片安装在衬套的内壁上，因此引线需要延伸至衬套与转轴之间，这样容易在安装和运行过程中对引线造成损坏，导线槽的设置可以将引线置于导线槽内，从而避免挤压引线，能够进一步提升扭矩传感器的测量精度。

进一步设置：所述衬套上开设有第一线槽和第二线槽，两个线槽完全相同并且均缠绕有若干圈铜丝。

如此设置，转轴带动衬套一起旋转，第一线槽和第二线槽的作用是方便铜丝在衬套的卷绕，两个线槽的作用是形成感应线圈并且传递应变片所接收到的扭矩变化的信息，再将扭矩信息传递至外界达到测量扭矩的目的。

进一步设置：所述衬套上设有固定环，固定环的直径大于衬套的直径，固定环上环绕设置有若干个固定齿。

如此设置，转轴带动衬套一起旋转，第一线槽和第二线槽的作用是方便铜丝在衬套的卷绕，两个线槽的作用是形成感应线圈并且传递应变片所接收到的扭矩变化的信息，再将扭矩信息传递至外界达到测量扭矩的目的。

进一步设置：所述外壳呈长方体，外壳一面上设有信息传输口，信息传输口的两侧面分别是转轴的两端。

如此设置，由于两个线槽的位置位于衬套上，衬套位于转轴的中间位置，信息传输口位于外壳的转轴中间面上可以方便衬套上的线圈与信息传输口的连接，从而方便扭矩信息的传输。

进一步设置：所述应变片通过引线连接至第一线槽，第二线槽通过引线连接至信息传输口。

如此设置，应变片将接收到的扭矩变化情况传递到第一线槽内的铜丝，再通过第二线槽内的线圈将扭矩变化情况输送到信息传输口并传递至外界，达到良好的测量效果和精确的测量结果。

进一步设置：所述转轴两端设有键槽，转轴与被测设备通过键连接。

如此设置，键连接是用来连接轴上零件并对它们起周向固定作用，以达到传递扭矩的一种机械连接方式，能够较为完全地将被测设备的扭矩传递到转轴上，并且被应变片测量，使用键连接可以提升扭矩传输的精度，从而提高扭矩测量的精度。

进一步设置：所述转轴的两端与外壳的连接处通过端盖固定和限位。

如此设置，端盖可以将转轴较为牢固地固定在外壳中间，并且可以将转轴内的润滑油密封在外壳内，防止润滑油漏出，还能阻碍灰尘的进入，从而提高传感器的使用效果和使用寿命。

进一步设置：所述转轴的两端与外壳的连接处通过若干个卡环固定和限位。

如此设置，卡环的面积较小，不容易对转轴形成干涉，能够减小固定处对转轴旋转时的干扰，从而进一步提升传感器的测量精度，达到更为良好的使用效果。

作为优选，所述卡环的数量为2～6个，并且环绕转轴中心线设置。

如此设置，卡环的数量为2个就能够将转轴固定在机架内，环绕转轴中心线设置可以使卡环将转轴卡设得更加均匀而且牢固，从而进一步提升转轴旋转的平稳性。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

固定在衬套内的应变片起到的侧扭矩作用和效果与固定在转轴上相同，而需要维修和进行更换应变片时，可以直接将衬套从转轴上取下进行更换，这样不需要将线圈撤下，也不需要将引线完全剪断、取下并且更换，省却了操作人员的操作步骤，便于安装和维修。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是转轴的结构示意图；

图3是衬套的结构示意图；

图4是衬套的主视图；

图5是A-A的剖面图；

图6是实施例2的结构示意图。

图中，1、外壳；2、转轴；21、键槽；22、垫圈；3、轴承；4、衬套；41、凹槽；42、导线槽；43、第一线槽；44、第二线槽；45、固定环；451、固定齿；5、应变片；6、信息传输口；7、端盖；8、卡环。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：一种动态扭矩传感器，如图1所示，最外层是外壳1，外壳1由金属制成，并且其上方呈矩形，下方呈倒置的梯形，外壳1的最顶部是动态扭矩传感器的信息传输口6，信息传输口6通过六角螺母进行固定，通过它可以将测得的扭矩数据传输至外界进行分析。

参见图1，信息传输口6底部的外壳1内设有转轴2，转轴2沿着外壳1的前后方向设置，并且穿透外壳1设置，外壳1与转轴2的连接处开设有安装孔，转轴2上套设有轴承3，轴承3外侧固定有垫圈22，垫圈22的内径大于轴承3的内径，即垫圈22不与转轴2直接接触，这样可以减少垫圈22对转轴2的干扰，从而达到更精准的扭矩测量结果，安装孔处的外壳1上设有两个卡环8，卡环8形状为圆环状，并且朝向转轴2一侧凸起，将垫圈22卡主并且限位，两个卡环8之间的夹角为60°。

如图2所示，转轴2呈杆状，并且贯穿整个外壳1，转轴2上套设有衬套4，衬套4位于转轴2中间靠右的位置，转轴2的两端分别设有键槽21，键槽21使用的键为平键，因此键槽21为长条形状，键槽21中间为长方形，两端呈半圆状。

如图3所示，固定环45右侧的衬套4上设有第一线槽43和第二线槽44，两个线槽完全相同，并且均卷设有若干圈铜丝，收集的扭矩数据会通过引线连接至第一线槽43内的铜丝上，再由第二线槽44的铜丝将传递的信息输送到信息传输口6，从而完成扭矩的测量。

参见图3和图4，衬套4的最左侧设有固定环45，固定环45的直径大于转轴2和衬套4上的其余处，固定环45的外侧环绕设置有若干个固定齿451，使固定环45呈齿轮状，固定齿451可以将转轴2转动的角度量化，转过的角度可以转化为经过的固定齿451的个数，方便操作人员进行统计。

参加图4和图5，衬套4为桶状设置，其底部内壁上开设有凹槽41，凹槽41内胶粘有应变片5，应变片5的高度大于凹槽41的深度，因此安装后应变片5直接与转轴2抵触，凹槽41的右侧和底部均开设有一条导线槽42，导线槽42延伸并且连通至外界，与应变片5连接的引线通过两条导线槽42连接至外界的铜丝上。

实施例2：一种动态扭矩传感器,与实施例1的不同之处在于，如图6所示，转轴2由端盖7固定在外壳1内，端盖7通过螺纹与外壳1连接，端盖7可以起到较为良好的限位和密封作用，能够防止转轴2旋转时的摇晃。

上述的实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。