扭矩检测装置和利用扭矩检测装置检测扭力杆扭矩方法与流程

本发明属于测量技术领域，涉及一种扭矩检测，特别是一种扭力杆扭矩检测装置。

本发明属于测量技术领域，涉及一种扭矩检测，特别是一种利用扭矩检测装置检测扭力杆扭矩方法。

背景技术：

车辆安全带是用于保证乘客以及驾驶员在车身受到猛烈打击时防止乘客被安全气囊弹出时伤害的装置。理想的安全带作用过程是：首先，及时收紧，在事故发生的第一时刻毫不犹豫地把人“按”在座椅上。然后，适度放松，待冲击力峰值过去，或人已能受到气囊的保护时，即适当放松安全带。

为此，人们设计处了具有预收紧机构和拉力限制机构的安全保护装置。如中国专利文献记载的至少包括两个扭力杆来限制安全带缩卷器中力的装置(公开号CN1238279A)，安全带上防止锁定织带的装置(公开号CN101077705A)，座椅安全带卷收器的扭力杆支撑结构(公开号CN101306674A)。

扭力杆为拉力限制机构的核心部件；扭力杆需要具有稳定的扭矩。目前扭力杆通过低速扭转扭力杆检测其扭矩以及检测扭力杆断裂圈数，其技术要求为低速扭转6圈不得断裂。在实际使用过程中，通常扭力杆瞬间被扭转，因而高速扭转扭力杆检测其扭矩以及检测扭力杆断裂圈数更贴合实际工况，但目前没有适合用于在高速扭转条件下检测扭力杆扭矩的装置。

技术实现要素：

本发明提出了一种扭力杆扭矩检测装置，本发明要解决的技术问题是如何提出一种适合用于在高速扭转条件下检测扭力杆扭矩的检测装置。

本发明提出了一种利用扭矩检测装置检测扭力杆扭矩方法，本发明要解决的技术问题是如何提出一种适合用于在高速扭转条件下检测扭力杆扭矩的检测方法。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：本扭力杆扭矩检测装置，包括床身、动能蓄能轴、扭矩输出轴和具有工件安装轴的扭矩传感器，动能蓄能轴和扭矩输出轴均与床身转动连接，扭矩传感器固定在床身上且扭矩传感器的工件安装轴与扭矩输出轴的一端面相对设置；扭矩输出轴的另一端与动能蓄能轴通过离合器相连接；床身上固定有电机，动能蓄能轴上固定有飞轮，动能蓄能轴与电机的转轴通过机械传动结构相连接。

利用本扭力杆扭矩检测装置检测扭力杆扭矩方法是按下述步骤进行的，首先安装扭力杆，扭力杆安装在扭矩传感器和扭矩输出轴之间，扭力杆的一端与工件安装轴周向固定连接，扭力杆的另一端与扭矩输出轴轴周向固定连接；接着蓄能，启动电机使电机带动动能蓄能轴旋转，最后当动能蓄能轴转速超过500转/分之后关闭电机以及操控离合器结合。

当动能蓄能轴高速旋转时飞轮也高速旋转，飞轮产生较大的惯性力；离合器能够实现瞬间结合，由此当离合器结合后，动能蓄能轴瞬间带动扭矩输出轴高速旋转。通过保证飞轮的重量，实现保证惯性力，进而保证输入扭矩输出轴的能力远大于扭力杆的吸能量，即保证动能从输入扭矩输出轴至扭力杆断裂，扭矩输出轴的转速基本不变。扭矩传感器连接有上位机，在此过程中，扭力杆的扭矩变化被扭矩传感器检测到并在上位机中显示和纪录。

与现有技术相比，本扭力杆扭矩检测装置采用电机作为动能产生源，实现高速且高能地向扭矩输出轴输入；进而保证本扭力杆扭矩检测装置和利用扭矩检测装置检测扭力杆扭矩方法适合用于在高速扭转条件下检测扭力杆扭矩；因而本扭力杆扭矩检测装置具有结构设计合理的优点。

本扭力杆扭矩检测装置中飞轮的转速可逐渐提高，也可通过向电机中输入电流逐渐提高低动转速，飞轮转动稳定，因而具有安全性高的优点。采用飞轮蓄能还具有占用空间小，蓄能量大且可调的优点。

本扭力杆扭矩检测装置中动能蓄能轴可套设在扭矩输出轴上，进而显著缩短本扭力杆扭矩检测装置所需的长度，即降低占地面积。

附图说明

图1是实施例一中扭力杆扭矩检测装置的结构示意图。

图2是实施例二中扭力杆扭矩检测装置的结构示意图。

图中，1、床身；2、动能蓄能轴；3、扭矩输出轴；4、电机；5、扭矩传感器；6、轴承；7、离合器；8、飞轮；9、机械传动结构；10、转速传感器；11、扭力杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本扭力杆扭矩检测装置包括床身1、动能蓄能轴2、扭矩输出轴3、电机4和具有工件安装轴的扭矩传感器5。

床身1为基础件，可放置在地面上。

扭矩输出轴3水平设置，根据实际情况，扭矩输出轴3也可竖直设置。扭矩输出轴3与床身1之间通过多个轴承6相连接，因而扭矩输出轴3可灵活的转动。

扭矩传感器5的壳体固定在床身1上；扭矩传感器5的工件安装轴也水平设置，扭矩传感器5的工件安装轴与扭矩输出轴3的一端面相对且同心设置。工件安装轴与扭矩输出轴3之间具有用于安装扭力杆11的间距，工件安装轴与扭矩输出轴3的端面上开有扭力杆连接槽或工件安装轴与扭矩输出轴3上固定有扭力杆夹具。

动能蓄能轴2套设在扭矩输出轴3上，动能蓄能轴2与扭矩输出轴3之间通过多组轴承6相连接，因而动能蓄能轴2也能灵活地转动。扭矩输出轴3的另一端与动能蓄能轴2通过离合器7相连接。

床身1上固定有电机4，动能蓄能轴2上固定有飞轮8，动能蓄能轴2与电机4的转轴通过机械传动结构9相连接；说明书附图给出机械传动结构9为带传动结构。

利用本扭力杆扭矩检测装置检测扭力杆扭矩方法是按下述步骤进行的，首先安装扭力杆11，扭力杆11安装在扭矩传感器5和扭矩输出轴3之间，扭力杆11的一端与工件安装轴周向固定连接，扭力杆11的另一端与扭矩输出轴3轴周向固定连接；接着蓄能，启动电机4使电机4带动动能蓄能轴2旋转，最后当动能蓄能轴2转速超过500转/分之后关闭电机4以及操控离合器7结合。飞轮8的重量可根据所需的动能以及转速计算得到。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：如图2所示，床身1上设有用于检测扭矩输出轴3转速的转速传感器10。通过转速传感器10可判断扭矩输出轴3的转速是否符合检测要求，根据实际判断情况进行适应性地调整。

实施例三

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：本扭力杆扭矩检测装置还包括上位机，扭矩传感器5和转速传感器10均与上位机电连接。离合器上连接有电子控制元件，电子控制元件和电机4也均与上位机电连接。

通过上位机可查看扭矩传感器5检测的数值，通过上位机还可实现自动控制，尤其是自动控制离合器自动结合和自动分离，当扭矩传感器检测数值下降至0后，通过控制电机的电流使动能蓄能轴2受反向作用力，以及控制离合器自动分离，这样使扭矩输出轴3和动能蓄能轴2能尽快地停止旋转。

实施例四

本实施例同实施例一或实施例二或实施例三的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：动能蓄能轴2并非套设在扭矩输出轴3上，而是动能蓄能轴2与扭矩输出轴3通过离合器7串接设置。