[发明专利]一种非直线裂筒式扭矩传感器

说明书

一种非直线裂筒式扭矩传感器，包括裂筒结构、连接接口和检测单元；裂筒结构为两端开口的圆筒状，且圆筒侧壁上沿轴向开设有非直线形状的通槽；检测单元固定在通槽中，连接通槽两侧的圆筒侧壁；连接接口固定设置在裂筒结构两端。本发明利用裂筒结构对扭转变形具有放大效应，可以在不牺牲传感器本身扭转刚度的前提下大大提高测量灵敏度，接入被测对象后对系统的刚度影响较小；通过增加检测结构和改变通槽形状，可以使折线裂筒式扭矩传感器检测稳定性大大增加，提高其实用性。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，特别涉及一种非直线裂筒式扭矩传感器。

背景技术

扭矩测量是各种机械产品(机器人、内燃机、风机等)开发、质量检验、优化控制、工况监测和故障诊断等必不可少的内容。应变式扭矩传感器是应用最广泛的一类扭矩传感器：通过在弹性轴上粘贴应变计组成测量电桥(惠更斯电桥)，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化从而实现扭矩测量。应变片扭矩传感器的特点是测量范围大、价格低廉，便于选择等。

为了提高测量灵敏度，可以通过降低传感器本身的扭转刚度来增大应变的幅值，但是，这样做会降低系统整体的刚度，这往往是不允许的。采用裂筒结构的扭矩传感器，在保证传感器高刚度的前提下可以提高测量灵敏度。但裂筒将变形集中在通槽处，若应变片在通槽处悬空布置的方式，则存在检测稳定性低、持久性差的问题，限制了裂筒式扭矩传感器的实用性。

发明内容

发明的目的在于提供一种非直线裂筒式扭矩传感器，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种非直线裂筒式扭矩传感器，包括裂筒结构、连接接口和检测单元；裂筒结构为两端开口的圆筒状，且圆筒侧壁上沿轴向开设有非直线形状的通槽；检测单元固定在通槽中，连接通槽两侧的圆筒侧壁；连接接口固定设置在裂筒结构两端。

进一步的，检测单元包括检测结构和检测装置，检测结构固定在通槽中，连接通槽两侧的圆筒侧壁，检测装置设置在检测结构上。

进一步的，通槽具体为折线型，折线拐角数大于等于1，检测单元设置在拐角处。

进一步的，检测结构为矩形薄片或折线形薄片，检测结构通过不同方向固定在拐角处通槽两侧。

进一步的，检测结构的连接方向为横向或纵向。

进一步的，裂筒结构的两端分别通过刚性段固定连接到连接接口。

进一步的，检测装置为应变式传感器，检测装置通过粘接固连在检测结构上。

进一步的，检测装置连接有放大器，用于将检测信号放大处理。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明增加检测结构，将测量目标由裂筒通槽宽度的变化转换为了检测结构的形变，可以使折线裂筒式扭矩传感器检测稳定性大大增加，提高其实用性。

同时直线形状通槽的裂筒在使用中会发生通槽弯曲变形，浪费了集中的变形量，本发明通过改变通槽形状，可以有效减少通槽弯曲造成的灵敏度下降。改变通槽形状，也能够有效提高整体结构的扭转刚度。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2是其他非直线式通槽结构图。

图3是产生拉压变形的检测结构设计示意图。

图4是产生剪切变形的检测结构设计示意图。

图5是产生弯曲变形的检测结构设计示意图。

图6为直线形状通槽的裂筒在使用中会发生通槽弯曲变形图。