本实用新型涉及加工设备技术领域，特别涉及一种扭矩施加机构。
背景技术：
目前，在需要施加扭矩的被测物体中，对被测物体按照设定值和精度要求，利用扭矩施加机构自动施加准确的扭矩。
扭矩施加机构主要为采用速度、位置和输出扭矩的闭环控制系统，由电机输出扭矩，通过大减速比减速器与被测物体进行直接的刚性连接，直接施加扭矩。将电机转速、角度检测和扭矩检测结果反馈到控制系统中，形成速度、位置和扭矩的闭环控制。通过上述装置，确保系统的控制精度，实现了高精度扭矩施加。
但是，仍存在以下问题：
1、扭矩施加机构的执行部分驱动力是通过高减速比减速器作用到被测物体上实现传递的。机械传动过程为刚性连接，加载扭矩的过程是通过刚性件变形而逐步施加的，扭矩大小对应刚性件的变形行程很短，扭矩对角度变化的敏感度较高，因此需要高精度的角度位置控制和稳定的速度控制来实现扭矩加载的高精度控制，为此采用了高精度多闭环控制系统，给系统实现扭矩施加带来很大难度和很高的成本。
2、由于采用刚性传递结构，即使采用大减速比减速器，其施加扭矩的行程和所需时间也很短，同时为得到较高精度的检测，需要系统有高的响应速度，控制过程中需要进行信号处理和数据采集、循环比对等过程，给高响应速度的实现带来困难。系统需要采用多闭环控制系统，控制系统复杂，实现难度大。面对微小扭矩施加时，容易达到系统控制能力的极限而无法实现微小扭矩的高精度施加。
3、为了实现扭矩大小的高精度控制，传动系统采用大减速比减速器，降低了系统的工作效率，从而需要较大功率的驱动，增加系统的功率需求负担。
因此，如何降低实现难度及成本，提高扭矩施加操作的精度及工作效率，是本技术领域人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型提供了一种扭矩施加机构，以降低实现难度及成本，提高扭矩施加操作的精度及工作效率。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种扭矩施加机构，
包括：
电机；
由所述电机驱动的驱动轴；
扭矩传感器；
连接在所述驱动轴及所述扭矩传感器之间的扭簧。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述扭矩传感器与所述扭簧之间通过阻尼连接组件连接。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述阻尼连接组件包括：
与所述扭簧远离所述驱动轴的一端连接的扭簧连接块，所述扭簧连接块朝向所述扭矩传感器具有第一配合结构；
与所述扭矩传感器靠近所述驱动轴的一端连接的阻尼安装块，所述阻尼安装块具有与所述第一配合结构相配合的第二配合结构，所述第一配合结构及所述第二配合结构中的一个为凹槽结构，另一个为与所述凹槽结构配合连接的凸起结构。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述阻尼连接组件还包括设置于所述凹槽结构与所述凸起结构插接缝隙之间的阻尼件。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述驱动轴与所述扭簧之间通过连杆组件连接。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述连杆组件包括：
一端与所述扭簧连接的连接轴；
连接所述驱动轴及所述连接轴的另一端的连接定位套。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述连接定位套与所述驱动轴及所述连接轴通过紧固螺栓定位连接。
可选地，上述扭矩施加机构中，还包括套设于所述扭簧外侧的扭簧外罩；
所述扭簧外罩与所述驱动轴相对固定。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述扭簧远离所述驱动轴的一侧具有连接件；
所述扭簧外罩靠近所述驱动轴的一侧具有第一定位孔，所述连接件上具有第二定位孔；
所述扭簧两端的扭簧臂分别与所述第一定位孔及所述第二定位孔间隙配合。
可选地，上述扭矩施加机构中，所述扭簧的数量为多个，多个所述扭簧的中心线重合。
本实用新型提供的扭矩施加机构，将扭矩传感器连接在被测物体上，在向被测物体施加扭矩时，通过采用扭簧连接驱动轴及扭矩传感器，使得扭矩以减缓的方式施加在被测物体上，有效避免了驱动轴与扭矩传感器的刚性连接，使扭矩施加过程对角度位置变化的敏感度降低，从而降低系统对位置控制精度和运行平稳性的要求，使系统更容易实现扭矩加载的高精度控制，简化了系统构成，仍可以达到扭矩加载的高精度控制的目标，减少系统构成的复杂性，提高运行可靠性，降低研发和制造成本。通过增加扭簧，使得驱动轴及扭矩传感器采用柔性连接。系统对被测物体施加扭矩的过程变成扭转扭簧的过程，扭矩的大小取决于扭簧的变形量，达到扭矩缓慢施加的目的。此实施过程将扭矩施加的角度行程进行极大地放大，即扭矩大小对应扭簧的角度变化行程比较长，容易实现准确控制，降低系统实现的难度和研制风险。采用柔性连接代替刚性连接，降低驱动和传动机构运行时的振动和操作测量过程中的惯量等扰动因素对扭矩传感器测量的影响，提高系统的运行精度。更容易实现微小扭矩的施加。采用柔性连接的缓施加机构，降低了扭矩施加过程对角度变化的敏感度，降低了振动、角度精度及惯性特性等的影响，从而降低了扭矩施加机构的实现难度。通过上述设置，有效地降低了实现难度及成本，提高了扭矩施加操作的精度及工作效率。综上，通过在驱动轴与扭矩传感器之间设置扭簧，通过扭簧实现了缓施加的操作，扭矩施加机构的角度控制和速度控制要求降低，从而降低了控制系统复杂度；并且，扭矩对角度变化敏感度降低，施加扭矩的时间长，对控制响应速度的需求降低；同时，与现有技术相比，无需大减速比减速器，无需消耗功率，提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
图1为本实用新型实施例提供的扭矩施加机构的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种扭矩施加机构，以降低实现难度及成本，提高扭矩施加操作的精度及工作效率。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参考图1，本实用新型实施例提供了一种扭矩施加机构，包括电机1、驱动轴2、扭簧6及扭矩传感器10，驱动轴2由电机1驱动，扭簧6连接在驱动轴2及扭矩传感器10之间。
本实用新型实施例提供的扭矩施加机构，将扭矩传感器连接在被测物体上，在向被测物体施加扭矩时，通过采用扭簧6连接驱动轴2及扭矩传感器10，使得扭矩以减缓的方式施加在被测物体上，有效避免了驱动轴2与扭矩传感器10的刚性连接，使扭矩施加过程对角度位置变化的敏感度降低，从而降低系统对位置控制精度和运行平稳性的要求，使系统更容易实现扭矩加载的高精度控制，简化了系统构成，仍可以达到扭矩加载的高精度控制的目标，减少系统构成的复杂性，提高运行可靠性，降低研发和制造成本。通过增加扭簧6，使得驱动轴2及扭矩传感器10采用柔性连接。系统对被测物体施加扭矩的过程变成扭转扭簧的过程，扭矩的大小取决于扭簧6的变形量，达到扭矩缓慢施加的目的。此实施过程将扭矩施加的角度行程进行极大地放大，即扭矩大小对应扭簧6的角度变化行程比较长，容易实现准确控制，降低系统实现的难度和研制风险。采用柔性连接代替刚性连接，降低驱动和传动机构运行时的振动和操作测量过程中的惯量等扰动因素对扭矩传感器测量的影响，提高系统的运行精度。更容易实现微小扭矩的施加。采用柔性连接的缓施加机构，降低了扭矩施加过程对角度变化的敏感度，降低了振动、角度精度及惯性特性等的影响，从而降低了扭矩施加机构的实现难度。通过上述设置，有效地降低了实现难度及成本，提高了扭矩施加操作的精度及工作效率。综上，通过在驱动轴与扭矩传感器之间设置扭簧，通过扭簧实现了缓施加的操作，扭矩施加机构的角度控制和速度控制要求降低，从而降低了控制系统复杂度；并且，扭矩对角度变化敏感度降低，施加扭矩的时间长，对控制响应速度的需求降低；同时，与现有技术相比，无需大减速比减速器，无需消耗功率，提高工作效率。
可选地，扭矩传感器10与扭簧6之间通过阻尼连接组件连接。通过设置阻尼连接组件，进一步起到抗扰动的作用，提高了扭矩施加机构的运行精度。
如图1所示，在本实施例中，阻尼连接组件可以包括：与扭簧6远离驱动轴2的一端连接的扭簧连接块7，扭簧连接块7朝向扭矩传感器10具有第一配合结构；与扭矩传感器10靠近驱动轴2的一端连接的阻尼安装块9，阻尼安装块9具有与第一配合结构相配合的第二配合结构，第一配合结构及第二配合结构中的一个为凹槽结构，另一个为与凹槽结构配合连接的凸起结构；设置于凹槽结构与凸起结构插接缝隙之间的阻尼件8。其中，阻尼件8的设置有效减小了外部扰动的影响。
在本实施例中，阻尼件8可以为橡胶。
也可以将阻尼连接组件设置为其他结构，如，在扭矩传感器10的端部直接设置阻尼件8，使得阻尼件8的端部与扭簧6直接接触；又如，将扭簧连接块7和阻尼安装块9一体设置；还如，将前述凹槽结构和凸起结构设置为刚好匹配的结构，无需阻尼件8的设置。
为了方便驱动轴2与扭矩传感器10的连接，驱动轴2与扭簧6之间通过连杆组件连接。通过设置连杆组件，以便于调节驱动轴2与扭簧6之间的距离。
在本实施例中，连杆组件可以包括：一端与扭簧6连接的连接轴4；连接驱动轴2及连接轴4的另一端的连接定位套3。
当然，也可以采用其他结构的连杆组件，如驱动轴2及连接轴4的一个端部设置螺纹孔，另一个为与螺纹孔相配合的螺柱，通过驱动轴2与连接轴4的螺纹连接实现了二者的连接。
可选地，连接定位套3与驱动轴2及连接轴4通过紧固螺栓定位连接。
本实用新型实施例提供的扭矩施加机构，还包括套设于扭簧6外侧的扭簧外罩5；扭簧外罩5与驱动轴2相对固定。通过上述设置，有效避免了外界杂质物与扭簧6接触，也对扭簧6周围起到了保护作用。
其中，连接轴4的一端穿过扭簧外罩5与扭簧6连接，扭簧连接块7穿过扭簧外罩5与扭簧6连接。
为了提高驱动轴2与扭矩传感器10之间转动稳定性，扭簧6远离驱动轴2的一侧具有连接件；扭簧外罩5靠近驱动轴2的一侧具有第一定位孔，连接件上具有第二定位孔；扭簧6两端的扭簧臂11分别与第一定位孔及第二定位孔间隙配合。
在本实施例中，连接件为扭簧连接块7。也可以为扭矩传感器10或阻尼安装块9。
通过上述设置，确保了扭簧6的稳定性。在实际应用中，第一定位孔及第二定位孔优选为弧形孔，弧形孔的中心线与扭簧6的中心线重合，使得扭簧臂11在弧形孔内滑动，在确保支撑作用的基础上，有利于恢复，可以实现扭簧6的角度行程的释放。
进一步地，扭簧6的数量为多个，多个扭簧6的中心线重合。即，多个扭簧6套设在一起。在实际应用中，可为每个扭簧的扭簧臂设置相应的定位孔。
通过上述设置，进一步提高了扭簧6的角度行程释放的稳定性。
在本实施例中，驱动轴2与扭簧6之间具有连接轴4，扭簧外罩5与连接轴4固定连接。通过上述设置，方便了扭簧外罩5的安装固定。
可选地，扭簧外罩5通过紧固螺栓与连接轴4固定连接。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。