一种用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置的制作方法

本实用新型涉及产品检测技术领域，特别是涉及一种用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置。

背景技术：

在一些高精度传感器或测量器件，如姿态传感器等的生产制造过程中，为了对其工作稳定性和特性进行检测、校正或标定，需要检测一些指标数据，比如启动扭矩或者在受力环境中的变形量等。目前，由于单独的一个检测设备通常只能测量一个指标数据，且加载方式多为手动加载，所以对于有多个指标数据需要测量的产品，检测工作的效率很低，而且容易引入人为操作带来的差错或误差。因此，如何提高检测工作的效率及测量结果的准确度，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置，该装置具有在同一个装置中检测两个指标数据的功能，而且采用了机械加载的方式，有助于提高检测工作的效率及测量结果的准确度。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置，包括呈楼层结构的台架，所述台架由低到高分为第一层、第二层和第三层，第一层和第二层以第一平台为界，第二层和第三层以第二平台为界；

所述第一平台具有固定安装被测产品的工件位，所述被测产品位于所述台架的第一层，且所述被测产品的转轴通过设置在所述第一平台上的通孔伸到所述台架的第二层；

所述第二平台上固定安装有第一电机和第二电机，所述第一电机通过位于所述台架的第二层中的第一传动机构对所述被测产品的转轴施加扭矩，所述第二电机通过位于所述台架的第二层中的第二传动机构对所述被测产品的转轴施加拉压力，所述第一传动机构设置有扭矩传感器，所述第二传动机构设置有拉压力传感器；

所述台架的第一层中设置有位移传感器和用于将所述位移传感器支撑在所述被测产品的正下方的安装架，所述位移传感器的位置可调；

所述装置还包括与所述第一电机、所述第二电机、所述扭矩传感器、所述拉压力传感器和所述位移传感器电连接的工控机。

可选地，在上述装置中，所述第一传动机构包括设置在所述台架的第二层中的传动轴、主动齿轮和被动齿轮；

所述传动轴与所述第一电机的输出轴连接，所述扭矩传感器架设在所述第一平台上，并连接于所述传动轴上；

所述主动齿轮安装在所述传动轴上，且所述主动齿轮水平布置；

所述被动齿轮安装在所述被测产品的转轴上，且所述被动齿轮与所述主动齿轮啮合。

可选地，在上述装置中，所述第二传动机构包括设置在所述台架的第二层中的一个水平的活动板、一个竖直的轴杆和多根竖直的导柱；

所述导柱与所述第一平台和所述第二平台固定连接，所述活动板与所述导柱可滑动连接，所述第二电机与所述活动板之间通过丝杠螺母机构传动；

所述轴杆的上端与所述活动板固定连接，下端与所述被测产品的转轴连接，所述拉压力传感器安装在所述轴杆上。

可选地，在上述装置中，所述被动齿轮的一侧与所述被测产品的转轴可拆卸连接，另一侧与连接轴套可拆卸连接，所述轴杆的下端具有位于所述连接轴套中的连接头，所述连接轴套具有上挡面和下挡面，所述上挡面和所述下挡面之间为所述连接头的活动空间。

可选地，在上述装置中，所述第一电机与所述主动齿轮之间的传动轴上设置有用于使扭矩缓慢加载的扭簧。

可选地，在上述装置中，所述丝杠螺母机构的螺母与所述活动板之间设置有用于使拉压力缓慢加载的弹簧。

可选地，在上述装置中，所述活动板与所述导柱通过直线轴承连接。

可选地，在上述装置中，所述安装架为L形，包括竖直臂和水平臂，所述位移传感器安装在所述水平臂的末端，所述竖直臂的上端与所述第一平台铰接，且所述安装架相对所述第一平台绕所述竖直臂的轴线转动。

可选地，在上述装置中，所述台架的第一层中设置有用于安装数据采集器的数据箱，所述数据采集器与所述工控机、所述扭矩传感器和所述位移传感器电连接。

可选地，在上述装置中，所述台架的第一层中设置有用于集中安装电连接器的接线箱。

根据上述技术方案可知，本实用新型提供的用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置中，台架呈楼层结构，被第一平台和第二平台由低到高地划分为第一层、第二层和第三层，第一平台具有固定安装被测产品的工件位，第二平台上固定安装有第一电机和第二电机，被测产品位于最下面的第一层中，且被测产品的转轴伸到第二层中。第一电机通过位于第二层中的第一传动机构对被测产品的转轴施加扭矩，由于第一传动机构设置有扭矩传感器，所以能够检测出被测产品的转轴受到的扭矩大小；第二电机通过位于第二层中的第二传动机构对被测产品的转轴施加拉压力，由于第二传动机构设置有拉压力传感器，所以能够控制施加在被测产品的转轴上的拉压力大小，同时，由于在第一平台下方设置有用于与被测产品接触的位移传感器，所以能够检测出被测产品在受力后的微变形量。

由此可见，本实用新型提供的装置既可以检测产品的启动扭矩，又可以检测产品的微变形量，而且，该装置通过电机对产品进行加载，避免了人为操作带来的差错或误差。综上所述，本实用新型提供的装置具有在同一个装置中检测两个指标数据的功能，而且采用的是机械加载的方式，因此，有助于提高检测工作的效率及测量结果的准确度。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的装置的局部示意图。

图中标记为：

1、第二电机；2、螺母；3、弹簧；4、直线轴承；5、轴杆；6、被动齿轮；7、被测产品；8、位移传感器；9、数据箱；10、接线箱；11、安装架；12、第一平台；13、导柱；14、活动板；15、传动轴；16、第二平台；17、第一电机；18、扭矩传感器；19、中心杆；20、主动齿轮。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参见图1和图2，图1是本实用新型实施例提供的一种用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置的示意图，图2是本实用新型实施例提供的装置的局部示意图。本实用新型实施例提供的装置包括呈楼层结构的台架，台架由低到高分为第一层、第二层和第三层，第一层和第二层以第一平台12为界，第二层和第三层以第二平台16为界。

需要说明的是，为了更立体地展示装置的结构，台架在图1和图2中略有倾斜，但在实际应用时，台架是竖直的，即第一平台12和第二平台16是水平的。

在检测时，被测产品7(例如姿态传感器)固定安装在第一平台12的工件位上，用于提供加载动力源的第一电机17和第二电机1固定安装在第二平台16上，其中，第一电机17为施加扭矩提供动力源，第二电机1为施加拉压力提供动力源。

在台架的第二层中，设置有用于施加扭矩的主动齿轮20和用于施加拉压力的轴杆5，主动齿轮20水平布置，轴杆5竖直布置，轴杆5上安装有拉压力传感器(图中未标记)。主动齿轮20与第一电机17通过传动轴15连接，而传动轴15上安装有扭矩传感器18，扭矩传感器18架设在第一平台12上，当主动齿轮20转动时，扭矩传感器18可以测量出施加在主动齿轮20上的扭矩。其中，传动轴15可与第一电机17的输出轴连接，或者将第一电机17的输出轴作为传动轴15，实现扭矩的传递。

轴杆5与第二电机1通过活动板14及丝杠螺母机构连接，轴杆5的上端与活动板14固定连接，同时，在台架的第一层中设置有位移传感器8和安装架11，安装架11将位移传感器8支撑在被测产品7的正下方，位移传感器8的位置可调，当轴杆5随着活动板14上下移动时，与被测产品7接触的位移传感器8可以测量出在轴向产生的微变形量。“位移传感器8的位置可调”是指，可以将位移传感器8调整到不与被测产品7接触的位置。

如图1所示，在台架的第二层中，活动板14水平设置，多根导柱13竖直设置，导柱13与第一平台12和第二平台16固定连接，而活动板14与导柱13可滑动连接，第二电机1与活动板14之间通过丝杠螺母机构传动。

如图2所示，被测产品7的转轴通过一个传力件与轴杆5和主动齿轮20连接，该传力件包括与主动齿轮20啮合的被动齿轮6和穿设在被动齿轮6中心的中心杆19。中心杆19的下端与被测产品7的转轴固定连接，中心杆19的上端具有连接轴套，轴杆5的下端具有连接头，连接头位于连接轴套中，连接轴套具有上挡面和下挡面，上挡面和下挡面之间为连接头的活动空间。如果轴杆5向上移动，那么移动一定距离后轴杆5的连接头会与中心杆19的上挡面接触；如果轴杆5向下移动，那么移动一定距离后轴杆5的连接头会与中心杆19的下挡面接触，如果中心杆19的上挡面和下挡面均不接触轴杆5的连接头，那么中心杆19可随被动齿轮6一起转动。

另外，本实用新型实施例提供的装置还包括工控机(图中未示出)，该工控机与第一电机17、第二电机1、扭矩传感器18、拉压力传感器和位移传感器8电连接。

本实用新型实施例提供的装置的工作原理如下：

a)检测产品在受力环境中的微变形量

将被测产品7安装到第一平台12的工件位，被测产品7的转轴与中心杆19固定连接，将位移传感器8与被测产品7抵接，之后在工控机上设定拉力或压力的值，工控机启动第二电机1，活动板14沿导柱13滑动，如果向下滑动，则轴杆5下降过程中先与中心杆19的下挡面接触，随后通过中心杆19向被测产品7施加轴向的压力；如果向上滑动，则轴杆5上升过程中先与中心杆19的上挡面接触，随后通过中心杆19向被测产品7施加轴向的拉力。当达到设定的拉力或压力值后，第二电机1停止，此时位移传感器8将检测数据上传至工控机，由工控机记录被测产品7的微变形量。

b)检测产品的启动扭矩

将被测产品7安装到第一平台12的工件位，被测产品7的转轴与中心杆19固定连接，移动轴杆5使中心杆19的上挡面和下挡面均不接触轴杆5，调整位移传感器8使被测产品7与位移传感器8不接触，之后工控机启动第一电机17，主动齿轮20逐渐转动起来，并通过被动齿轮6向被测产品7施加扭矩，在此过程中，扭矩传感器18将检测数据上传至工控机，由工控机计算该过程的最大扭矩值并记录，该最大扭矩值即被测产品7的启动扭矩。

由上述工作原理可知，本实用新型提供的装置既可以检测产品的启动扭矩，又可以检测产品的微变形量，而且，该装置通过电机对产品进行加载，避免了人为操作带来的差错或误差。综上所述，本实用新型提供的装置具有在同一个装置中检测两个指标数据的功能，而且采用的是机械加载的方式，因此，有助于提高检测工作的效率及测量结果的准确度。

在上述实施例中，第一电机17与被测产品7之间的第一传动机构中设置有主动齿轮20、传动轴15和被动齿轮6，传动轴15通过主动齿轮20和被动齿轮6将扭矩施加到中心杆19上，由于中心杆19与被测产品7的转轴固定连接，也就同时将扭矩施加到了被测产品7上。在其他的实施例中，也可以将传动轴15直接与被测产品7的转轴连接，从而可以省去主动齿轮20和被动齿轮6，当然，在这种情况下，被测产品7的转轴与传动轴15相互之间应当具有一定的沿竖直方向上下活动的余量，以避免对微变形量的测量造成妨碍。

图2所示的实施例中，传力件的结构为被动齿轮6的中心穿过中心杆19，由中心杆19的下端与被测产品7的转轴连接，在其他的实施例中，第一传动机构还可以有其他表现形式，如可以对传力件的结构作如下变型：中心杆19作为连接轴套仅位于被动齿轮6的一侧，并与被动齿轮6可拆卸连接，而被动齿轮6的另一侧与被测产品7的转轴可拆卸连接。在换装被测产品7时，先被动齿轮6安装固定在被测产品7上，将被测产品7固定在台架上后，再将连接轴套安装固定在被动齿轮6上。可以理解的是，为方便提供压力和压力，连接轴套应具有上挡面和下挡面，上挡面和下挡面之间为轴杆5上连接头的活动空间。同图1和图2所示实施例一样，轴杆5活动时，轴杆5上的连接头可实现与上档面或下挡面的接触，以实现拉力或压力的施加，同时，轴杆5上的连接头也可移动到既不与上档面接触，也不与下挡面接触的位置，从而为扭矩的测量准备。

为了能够使扭矩缓慢加载，可以在第一电机17与主动齿轮20之间的传动轴15上设置扭簧。为了使拉压力缓慢加载，可以在丝杠螺母机构的螺母2与活动板14之间设置弹簧3。本文中的拉压力指的是拉力或压力。

具体实际应用中，活动板14与导柱13一般通过直线轴承4连接。

如图1所示，本实施例中，安装架11为L形，包括竖直臂和水平臂，位移传感器8安装在水平臂的末端，竖直臂的上端与第一平台12铰接，且安装架11相对第一平台12绕竖直臂的轴线转动。当需要检测产品的微变形量时，转动安装架11将位移传感器8送到被测产品7的正下方；当检测产品的启动扭矩时，转动安装架11使位移传感器8离开被测产品7的正下方。

具体实际应用中，可以将用于安装数据采集器的数据箱9和用于集中安装电连接器的接线箱10设置在台架的第一层，数据采集器应当与工控机、扭矩传感器18和位移传感器8电连接。

此外，前述所示具体实施例中，用于将第一电机17施加的动力转变为对被测产品7扭矩的第一传动机构包括传动轴15、主动齿轮20和被动齿轮6，将第二电机1施加的动力转变为被测产品7拉压力的第二传动机构包括活动板14、轴杆5、导柱13和连接轴套，以及安装架11为L型等等，但在具体实施的过程中，本实用新型实施例公开的用于检测产品启动扭矩及微变形量的装置还可以有其他具体表现形式。如第二传动机构可表现为轴杆以及位于轴杆末端的连接爪，在需要施加拉压力时，连接爪连接在被测产品的转轴上，第一电机1通过轴杆和连接爪对被测产品的转轴施加拉力或压力；在需要施加扭矩时，连接爪松开被测产品的转轴，以免对扭矩的检测带来影响。又如，位移传感器8可与安装架11活动连接，以此来实现位移传感器8的位置可调。总之，只要第一传动机构能够实现扭矩的施加，第二传动机构能够实现拉压力的施加，位移传感器通过调节既可与被测产品接触，也可与被测产品分开即可。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系。

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。