一种轴承压力传感器的制作方法

本实用新型属于轴承压力检测技术领域，具体涉及一种轴承压力传感器。

背景技术：

在某些需要检测一个圆管里面的旋转中轴对管壁的压力的产品中，如产线机械臂抓举重物，旋转的轴抬举重物，电动助力自行车上对于实时检测人脚对脚蹬的踩踏力等，这种力的采集，目前一般为扭矩式和压力式，扭矩式是在可旋转的中轴上再安装套管承受扭矩，套管在旋转中扭转变形，由磁场或电场变化来实现力的检测，或不加套管直接检测中轴扭曲变形。压力式一般在链条部位或轴的端面外侧安装压力传感器，检测链条张力或轴的压力，近似或间接的采集轴承对所安装的圆管壁的压力。

由于这些压力结构的特殊性，如间隙很小、结构强度要求高、外观的要求和现有的电子技术状态限制，现有的此类力传感器存在一些不足，扭矩式的有存在单侧采集数据的问题，无法同时检测的多方向的压力，实现此检测的材料也昂贵和加工不便。现有采用压力检测的，虽然可以实现检测压力功能，但存在结构复杂、安装不便、加工难度大、外观不好。另外，压力传感器安装时产生的应力带来干扰信号，导致控制系统的错误输出，反应不及时。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中产生的压力信号容易受到非需求力的影响、安装体检限制的问题，本实用新型的目的在于提供一种轴承压力传感器。

技术方案：为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种轴承压力传感器，包括圆管、轴承和可以转动的中轴，所述轴承设于圆管内，所述轴承的外圈与圆管固定，内圈与可以转动的中轴固定，所述圆管外侧面圆周上设有平面部和分割平面部的切割缝，所述平面部不限于平面，所述平面部上设有形变检测单元，所述圆管内壁上设有凹陷的弧面。

优选的，所述弧面对称设有两个，是从切割缝位置向背离平面部的方向延伸。

优选的，所述弧面的宽度不小于轴承厚度。

优选的，所述平面部采用电火花线切割或激光切割的方式，把平面部切割成一端连接在圆管上的悬臂形式，另一端可摆动。

优选的，所述形变检测单元可以为电阻应变片、半导体应变片、容栅传感器或磁应变涂层。

优选的，所述轴承的外圈与平面部可摆动的一端相交。

优选的，所述圆管的圆周面上可以设有一个以上的压力传感器，每个所述传感器包括设在圆管外侧面圆周上的平面部和分割平面部的切割缝，还包括设在圆管内壁上的凹陷的弧面。

优选的，所述圆管轴向方向上可以设有一个以上的压力传感器，每个所述压力传感器包括在圆管外侧面上的平面部和分割平面部的切割缝，还包括设在圆管内壁上的凹陷的弧面。

有益效果：相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型采用压力检测方式，根据设置传感器的数量，可以实现多个方向的压力检测。（2）本实用新型在圆管内侧设有弧面，圆管臂设有切割缝，可以消除传感器安装时产生的应力对真正的轴承压力的信号影响。（3）本实用新型结构简单，生产加工方便，成本低，安装标准化，通用性好。（4）本实用新型可以用于电动助力自行车、机器人手臂、机械臂等需要检测圆管内有转动轴对安装部位压力的产品上。

附图说明

图1为轴承压力传感器的端面示意图；

图2为轴承压力传感器的轴向剖面示意图；

图3为轴承压力传感器平面部和切割缝的外部示意图；

图4为实施例1中轴承压力传感器的径向剖面示意图；

图5为实施例2中轴承压力传感器的轴向剖面示意图；

其中，平面部1，圆管2，轴承3，中轴4，弧面5，切割缝6。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

一种轴承压力传感器，包括金属材料做成的圆管2、轴承3和可以旋转的中轴4，所述轴承3设于圆管2内，所述轴承3的外圈与圆管2固定，内圈与可以转动的中轴4固定，所述圆管外侧面圆周上设有平面部1和分割平面部的切割缝6，内壁设有凹陷的弧面5，所述平面部不限于平面。

本实施例1中设有两个压力传感器，所述两个压力传感器相互平行且相对于圆管的直径所在水平面对称，如图4所示，所述两个压力传感器分别包括设在圆管外侧面圆周上的平面部1和分割平面部的切割缝6，还包括设在圆管内壁上的凹陷的弧面5。所述平面部1附近三面有连续的切割缝6，所述平面部1上设有形变检测单元，形变检测单元可以为电阻应变片、半导体应变片、容栅传感器或磁应变涂层；所述圆管2内壁设有凹陷的弧面5。所述弧面5对称设有两个，是从切割缝6所在位置开始，向背离平面部1的方向延伸，所述弧面5的宽度不小于轴承厚度。本实施例1形成了2个对称且独立的压力传感器，可以分别检测旋转的中轴对称的径向2个方向的压力。

本实用新型采用压力检测方式，可以在圆管外侧面圆周上设置多个压力传感器，这样可以实现多方向压力的检测，所述弧面和切割缝可以消除传感器安装产生的应力，在平面部上安装形变检测元件电阻应变片等形变检测元件，当旋转的中轴受到压力时，中轴通过轴承对圆管施加压力，使传感器的平面部产生弯曲变形，形变检测元件产生信号，提供给控制系统。

实施例2

一种轴承压力传感器，包括非金属材料做成的圆管2、两个轴承3和可以旋转的中轴4，所述两个轴承3设于圆管2内，所述两个轴承3的外圈均与圆管2固定，内圈均与可以转动的中轴4固定，所述圆管外侧面圆周上设有2个平面部1和2个分割平面部的切割缝6，和各自凹陷的弧面5，所述平面部不限于平面。

本实施例2中在圆管的轴向设有2个压力传感器，两个压力传感器位于同一平面内，如图5所示，所述2个压力传感器分别包括设在圆管外侧面圆周上的平面部1和分割平面部的切割缝6，还包括设在圆管内壁上的凹陷的弧面5。所述平面部1上设有形变检测单元；所述形变检测单元可以为电阻应变片、半导体应变片、容栅传感器或磁应变涂层。所述圆管2内壁设有凹陷的弧面5。所述弧面5对称设有两个，是在切割缝所在位置开始，向背离平面部1的方向延伸，所述弧面5的宽度不小于轴承厚度，所述厚度为轴承两端面之间的距离。所述弧面可以消除传感器安装产生的应力。所述平面部1采用电火花线切割或激光切割的方式，把平面部1切割成一端连接在圆管上的悬臂形式，产生的切割缝，也同样用来消除传感器安装时产生的应力对真正的轴承压力的信号的影响。所述轴承3的一个端面与平面部1可以摆动的一端相交。所述圆管外壁上对称设有2个独立的所述压力传感器，可以分别检测旋转的中轴的左右两端各自的压力，可以旋转的中轴的压力通过轴承压平面部1可以摆动的一端，切割缝形成的悬臂结构产生弯曲变形，平面部1上所设检测单元产生形变信号，经放大电路，得到合适的电压或电流信号，提供给控制系统。

本实用新型采用压力检测方式，这样可以实现多方向的压力检测，当可旋转的中轴受到压力时，中轴通过轴承对圆管施加压力，使圆管的平面部产生弯曲变形，平面部上所设检测单元产生形变信号，提供给控制系统。