[发明专利]一种小型转矩传感器

权利要求书

1.转矩传感器，其包括两个平行的轴向对置的盘形法兰(6，11)，该法兰为连轴式，包含有电动机驱动的输入轴(9)和设于法兰周围的连接外缘环，需要与外部机械器件固结的输出轴(1)。通过螺钉(D4)将部件(1)、部件(2)固结在一起。部件1中环形法兰(6)与弹性体(4)为一体式结构，整个环形式法兰外轮缘与部件2盘形法兰连接，连接轴(3)作为过渡轴将盘形式法兰内轮缘(8)与输入轴(9)固结，内轮缘与外轮缘之间存在力矩差时，弹性体的四个梁将会产生形变，粘贴在弹性梁上的应变片的阻值发生变化，电路将会产生电压信号，放大电路板安装在弹性体外端面(20)处，内嵌在整个传感器内部。

2.根据权利1要求的转矩传感器，其特征在于，两端输入输出轴直接分别与电机和机架连接，进行动静态力矩的传递，适用于两种运动形式下的机械机构传动。部件1中的输出轴(1)根据机架接口结构设计来进行连接；轴(3)作为连接过渡轴与弹性体内轮缘固结且有自身的长度，留出过渡空间，让弹性体和电路板避免受到机架结构的干扰。此外，弹性体外端面(20)与法兰外端面(19)两平行面轴向存在位置差，该位置差根据电路板厚度设定，给电路板留出安装空间。

3.根据权利1要求的转矩传感器，其特征在于，整体结构由两部件组成，但两部件连接位置、输入输出轴及连接过渡轴都处于同一轴心位置，在这平行阶梯轴中只有一处螺钉固结位置，其余全部为连轴一体式结构。部件1中弹性体一端与连接轴内轮缘(8)固结，内轮缘(8)与输出轴固结，弹性体另一端与法兰1轮缘(6)固结，法兰1与法兰2通过螺钉固结，法兰2与输入轴一体式结构，整体节凑的连接形式就相当于弹性体在存在连接空间的同时一端固结在输入轴上，另一端固结在输出轴上。

4.根据权利1要求的转矩传感器，其特征在于，与部件2连接的法兰1内端面(17)与弹性体(4)的内端面(18)不重合，二者之间存在一定同一轴度位置差。部件2中法兰盘内端面(14)处设计的凸出部分轴套筒结构内部中空至盘形法兰外端面同轴垂直距离2mm左右，降低整体结构质量。轴套筒(13)外部结构支撑和连接弹性体外轮缘，其内端面(15)与弹性体内端面(18)之间同一轴度平行面之间的存在垂直距离，弹性体在与部件2的法兰端面固结时不会产生面接触，在产生变形弹性体不会受部件2干扰。

5.根据权利1要求的转矩传感器，其特征在于，放大电路板的结构和电路布线设计，把电路板安装在弹性体结构附近。电路板内圆尺寸根据连接轴(3)尺寸一致，外圆根据盘形法兰1(6)的内圆尺寸设计，电路板厚度根据弹性体外端面(20)与端面(19)之间留有的间隙大小来选取，在电路板圆周处开有四个环周对称的小孔。电路板在布线时在板上一对称的孔附近分别设有输入端和输出端的四排插针，方便输入输出信号线的连接。在电路板信号输入端设计有一个稳压电源调整器，该稳压器放在输入端可以调整输入电压。整个内嵌式放大电路板固定在弹性体外端面处。