[实用新型]光电式力矩传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器设备技术领域，涉及一种力矩传感器，具体涉及一种光电式力矩传感器。

背景技术

力矩传感器是机器设备检测、控制技术中的一个非常重要的器件，在各类机器中得以广泛应用。机器设备的检测和控制技术对力矩传感器性能要求：测量精度高、动态特性好、检测结果稳定、可靠、使用寿命长。

目前，力矩传感器一般都采用应变片检测的方式，将应变片贴装在弹性扭转圆轴上，当被测力矩作用在弹性扭转圆轴两端时、弹性扭转圆轴产生扭转变形，贴装在弹性扭转圆轴上的应变片一同产生变形、致使作用在应变片上的输出电压发生变化，通过检测应变片输出电压的变化量确定被测力矩的大小，属于接触式测量方式。由于应变片贴装在弹性扭转圆轴上、随弹性扭转圆轴一同转动，必须采用特殊的滑动碳刷装置检测应变片输出电压的变化量。这种滑动碳刷装置一般使用寿命有限、而且容易产生接触不良等现象，影响力矩传感器的测量精度和稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光电式力矩传感器，光电器件与圆光栅盘之间无接触、不产生摩擦，解决了现有技术中存在的滑动碳刷装置检测应变片输出电压的变化量容易产生接触不良，导致的测量精度低及稳定性差的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，光电式力矩传感器，包括剖分式传感器壳体，以及设置在剖分式传感器壳体内部的弹性扭转圆轴，圆光栅盘A，圆光栅盘B，光电器件A，微处理系统，光电器件B。

在剖分式传感器壳体相对的两个侧面安装有轴承A和轴承B，弹性扭转圆轴安装在轴承A和轴承B上，且所述弹性扭转圆轴位于剖分式传感器壳体的外侧的两端均设置有联接键；圆光栅盘A和圆光栅盘B对称安装在弹性扭转圆轴上；在圆光栅盘A和圆光栅盘B的上分别设置有光电器件A和光电器件B，光电器件A和光电器件B与微处理系统连接。

本实用新型的特点还在于，

弹性扭转圆轴上对称设置有两个定位轴环，每个定位轴环上都设置有弹性扭转圆轴定位孔；圆光栅盘A和圆光栅盘B的中间设置有圆光栅盘安装孔，安装孔的内径和弹性扭转圆轴的直径配合，圆光栅盘A和圆光栅盘B上均设置有圆光栅盘安装定位孔，圆光栅盘安装定位孔与弹性扭转圆轴定位孔的直径相配合，且通过定位销固定连接。

圆光栅盘A和圆光栅盘B上设置有圆光栅盘工作区，圆光栅盘工作区光刻有若干条栅槽，在工作区正中位置光刻有一条定位标记栅槽，且定位标记栅槽的长度大于其余若干条栅槽。

光电器件A和光电器件B分别位于所述的圆光栅盘A和圆光栅盘B（4）的直径方向，且固定在剖分式传感器壳体上；光电器件A和光电器件B上均开有凹槽，圆光栅盘A和圆光栅盘B的边缘位于凹槽中；凹槽的一侧设置有a相发光管和b相发光管，另一侧设置有a相光敏管和b相光敏管。

本实用新型的有益效果是，两个圆光栅盘随弹性扭转圆轴转动，当该弹性扭转圆轴在被测力矩作用下发生扭转变形时，两个圆光栅盘上特殊定位标记栅槽发生错位，用两个光电器件以及微处理系统可以检测该扭转错位信息、确定被测力矩的大小，光电器件与圆光栅盘之间无接触、不产生摩擦、能够避免由于接触不良所导致的测量精度低及稳定性差的缺陷，使用寿命长，测试灵敏度及测试精度高。

附图说明

图1是本实用新型光电式力矩传感器的结构示意图；

图2是本实用新型光电式力矩传感器的圆光栅盘的结构示意图；

图3是本实用新型光电式力矩传感器的弹性扭转圆轴的结构示意图；

图4是本实用新型光电式力矩传感器的弹性扭转圆轴的端面结构示意图；

图5是本实用新型光电式力矩传感器的圆光栅盘和光电器件的结构示意图；

图6是本实用新型光电式力矩传感器的光电器件的结构示意图。

图中，1.弹性扭转圆轴，2.剖分式传感器壳体，3.圆光栅盘A，4.圆光栅盘B，5.光电器件A，6.微处理系统，7.光电器件B，8.轴承A，9.轴承B，10.联接键，11.定位轴环，12.圆光栅盘工作区，13.栅槽，14.定位标记栅槽，15.圆光栅盘安装孔，16.圆光栅盘安装定位孔，17.安装定位孔，18.a相发光管，19.b相发光管，20.a相光敏管，21.b相光敏管，22.定位销，23.凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。