[发明专利]一种旋转轴扭矩动态测量监控系统

说明书

技术领域

本发明属于齿轮传动系统扭矩动态测量技术领域，具体涉及一种旋转轴扭矩动态测量监控系统。 

背景技术

为解决某大型齿轮传动系统扭矩动态测量的技术难题，针对该传动系统低速大扭矩运转和狭窄外部空间的特点，提出并研制一种在传动主轴内嵌入扭矩动态测量装置，实现对传动系统运行关键部件的数据监测、通讯，具有数据记忆、存储、分析处理与报警功能的一个集成测试系统。 

为了更准确动态监测传递低速大扭矩的旋转长轴的扭矩大小，若采用在旋转轴上粘贴应变片的传统方法进行测量，由于布线的缠绕和信号的传输问题，不能方便准确的获取扭矩测量结果。本测量装置提供一种利用光电编码器将旋转轴承受的扭矩转化为扭转角度的变化进行测量的方法，由金属滑环（适用于低速相对运动）实现动静部件之间的信号传递，再通过无线传输技术，将测量的扭矩传输到上位机，实现对旋转轴的扭矩大小的连续动态监测与控制。 

发明内容

本发明目的是解决现有技术存在的问题，提供一种旋转轴扭矩动态测量监控系统。 

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是： 

一种旋转轴扭矩动态测量监控系统，包括机械测量系统及远程监控系统，所述机械测量系统包括扭矩传感机构、扭转角测量机构及测量信号传输机构；其特点是：所述扭矩传感机构包括开有通孔的被测旋转轴、固定装置、传感轴 及定位轴承，所述通孔的轴线与被测旋转轴的旋转轴线重合；所述传感轴位于通孔的中心位置，其外径小于所述通孔的内径，其一端通过固定装置固接在被测旋转轴的一端，其另一端穿过定位轴承与扭转角测量机构的光电编码器芯轴通过联轴器连接；所述定位轴承位于所述通孔内靠近所述联轴器的位置； 

所述扭转角测量机构包括光电编码器芯轴及光电编码器本体，所述光电编码器的外壳固接在被测旋转轴的端面上，所述光电编码器芯轴伸入所述通孔内； 

所述测量信号传输机构包括光电编码器的输出线束、导电滑环、内外端盖及导线；所述导电滑环包括动滑环及静滑环，其动滑环通过内端盖与被测旋转轴固接，静滑环与固接在被测旋转轴轴承座上的外端盖固接，动滑环与静滑环保持滑动接触；所述导线一端从静滑环外端中部引出，另一端与微处理器连接； 

所述远程监控系统包括微处理器、无线信号发射装置、无线信号接收装置及上位机，所述微处理器将导线传输的信号进行处理，并将处理结果信号经无线发射装置发射至无线信号接收装置，再经上位机进行数据管理及控制。 

所述传感轴采用中空轻质材料制成； 

所述无线信号发射装置及无线信号接收装置采用GPRS无线传输模块； 

所述微处理器采用DSP芯片。 

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果： 

由于本发明采用带有定位轴承的传感轴及光电编码器对被测旋转轴的扭矩进行测量，提高测量的准确性和可靠性；采用远程监控系统实现了对系统健康状态管理与控制。 

附图说明

图1为本发明结构示意图； 

图2为本发明无线传输系统示意图。 

图中：1—被测旋转轴；2—传感轴；3—固定装置；4—通孔；5—定位轴承； 6—光电编码器本体；7—外端盖；8—静滑环；9—光电编码器芯轴；10—线束；11—动滑环；12—联轴器；13—导线；14—被测旋转轴轴承座；15—内端盖；16—微处理器；17—信号发射装置；18—信号接收装置；19—上位机。 

具体实施方式

如图1所示，一种旋转轴扭矩动态测量监控系统，包括机械测量系统及远程监控系统，所述机械测量系统包括扭矩传感机构、扭转角测量机构及测量信号传输机构； 

所述扭矩传感机构包括开有通孔4的被测旋转轴1、固定装置3、传感轴2及定位轴承5，所述通孔4的轴线与被测旋转轴1的旋转轴线重合；所述传感轴2位于通孔4的中心位置，其外径小于所述通孔4的内径，其一端通过固定装置3固接在被测旋转轴1的一端，其另一端穿过定位轴承5与扭转角测量机构的光电编码器芯轴9通过联轴器12连接；所述定位轴承5位于所述通孔4内靠近所述联轴器12的位置； 

所述扭转角测量机构包括光电编码器芯轴9及光电编码器本体6，所述光电编码器本体6的外壳固接在被测旋转轴1的端面上，所述光电编码器芯轴9伸入所述通孔4内；