[发明专利]一种轴承压力传感器及其应用

说明书

本发明公开了一种轴承压力传感器及其应用，包括圆管、轴承和可以旋转的中轴，所述轴承设于圆管内，所述轴承的外圈与圆管固定，内圈与可以旋转的中轴固定，所述圆管外侧面圆周上设有平面部，所述平面部不限于平面，所述平面部上设有形变检测单元；所述圆管内壁设有凹陷的弧面。本发明在圆管外侧设有分割平面部的切割缝和内侧设有凹陷的弧面，用来消除传感器安装时产生的应力，使平面部的形变检测单元的输出信号能真正反应轴承的压力；本发明结构简单，生产加工方便，成本低，安装标准化，通用性好。

技术领域

本发明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及其应用。

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对所安装的圆管臂的压力。

由于这种压力结构的特殊性，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。

发明内容

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，本发明的目的在于提供一种轴承压力传感器及其应用。

技术方案：为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

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。

上述的轴承压力传感器在需要检测圆管内有转动轴压力的产品上的应用。

优选的，所述产品为电动助力自行车、机器人手臂、机械臂。

有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：