CN100387955C - 光栅转矩传感器 - Google Patents
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Abstract
光栅转矩传感器,包括有壳体、底座,壳体的中心设有一水平转轴,转轴的两端露出壳体,一端连接动力源,另一端连接被测负载;壳体固定在底座上,所述壳体内还设有异步电动机和传感元件,异步电动机的转子活动套接在所述转轴上;传感元件包括二对光栅组和二对光电发射接收装置,光栅组分别靠近壳体两侧,由一对互相配合的内、外光栅片组成,外光栅片固定在转轴上,内光栅片位于外光栅片内侧并与异步电动机的转子固定;光电发射接收装置包括光电发射管和光电接收管,所述光电发射管、光电接收管之间间隔所述的光栅组,所述光电发射管、光电接收管的引出端与外置测试仪连接。本发明既能测量旋转转矩,又能测量静止转矩。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种传感器,尤其是一种通过光栅来采集信号的光栅转矩传感器。
(二)背景技术
目前,公知公用的转矩传感器主要有两大类:第一类是通过磁电感应获取信号的(齿)栅式转矩传感器。这类传感器输出的信号是两路具有相位差的角位移信号,对信号进行组合处理得到转矩信息。其缺点是体积大,不能测量静止转矩,只能进行静态转矩和动态平均转矩的测量。第二大类是以电阻应变片为敏感元件的转矩传感器。它在转轴或与转轴串接的弹性轴上安装四片精密电阻应变片,并把它们连接成惠思顿电桥。轴的变形会引起应变片的阻值发生变化,电桥输出信号与转矩成比例。其缺点是它的测量精度与贴片工艺密切相关,精度较低,且过载能力较小。
(三)发明内容
本发明克服了目前转矩传感器不能同时测量静止转矩和静(动)态转矩、测量精度低、过载能力小的缺点,提供了一种测量精度高、结构简单、可同时测量静止转矩和静(动)态转矩的转矩传感器。
为此,本发明采取以下技术方案:
光栅转矩传感器,包括有壳体、底座,所述壳体的中心设有一水平转轴,所述转轴的两端露出壳体,一端连接动力源,另一端连接被测负载;所述壳体固定在底座上,所述壳体内还设有异步电动机和传感元件,所述异步电动机的转子活动套接在所述转轴上;所述传感元件包括二对光栅组和二对光电发射接收装置,所述光栅组分别靠近壳体两侧,由一对互相配合的内、外光栅片组成,外光栅片固定在转轴上,内光栅片位于外光栅片内侧并与异步电动机的转子固定;所述光电发射接收装置包括光电发射管和光电接收管,所述光电发射管、光电接收管之间间隔所述的光栅组,所述光电发射管、光电接收管的引出端与外置测试仪连接。进一步,所述转子采用铁磁材料或笼型转子。进一步,所述转轴的两端比中间部分粗。
采用本发明具有以下优点:1、该转矩传感器具备测量静止转矩的功能。设转轴的一端与负载相连,另一端与动力源相连,此时使异步电动机断开电源,转轴在动力源的带动下旋转,同时带动外光栅片旋转,而转子不转动,即内光栅片不转动,内外光栅片做相对运动,可测量电动机的静、动态转矩;当转轴的一端断开动力源,另一端连负载时,使异步电动机接通电源,则转子开始转动,内侧光栅片在转子的带动下旋转,而外侧光栅片则静止不动,所以二者同样做相对运动,可以测量静止转矩。即:本发明所述的转矩传感器是一种通用转矩测量装置,既能测量静、动态转矩,也能测量静止转矩;2、采用光栅采集信号,所以精度高,并且结构简单、体积小、成本低、有较高的经济价值。
(四)附图说明
图1为本发明的纵剖面构造图;
图2为是本发明的波形图
(五)具体实施方式
光栅转矩传感器,包括有壳体2、底座8,所述壳体的中心设有一水平转轴1,所述转轴的两端露出壳体,一端连接动力源,另一端连接被测负载;所述壳体固定在底座8上,所述壳体内还设有异步电动机和传感元件,所述异步电动机的转子5活动套接在所述转轴上;所述传感元件包括二对光栅组和二对光电发射接收装置,所述光栅组分别靠近壳体两侧,分别由一对互相配合的内、外光栅片组成,外光栅片6固定在转轴上,内光栅片7位于外光栅片内侧并与异步电动机的转子5固定;所述光电发射接收装置包括光电发射管3和光电接收管4,所述光电发射管、光电接收管之间间隔所述的光栅组,所述光电发射管、光电接收管的引出端与外置测试仪连接。所述转轴的两端比中间部分粗。
转轴1的一端连动力源,另一端连负载。当异步电动机切断电源时,此时转轴在动力源的带动下旋转,则与转轴相连的外侧光栅片6在转轴的带动下旋转,而转子5不旋转,所以内侧光栅片7静止不动,内外侧光栅片做相对运动,可以测量静动态转矩;当转轴1的一端断开动力源,另一端连负载时,使异步电动机接通电源,则转子5开始转动,内侧光栅片7在转子的带动下旋转,而外侧光栅片6则静止不动,二者同样做相对运动,可以测量静止转矩。如图2所示,当内外侧光栅片做相对运动时,光电发射管3发出的光被光栅片时挡时通,则光电接收管4接收到此光,时断时通。当相对运动速度较高时,光电接收管输出端输出电压的交流信号波形为正弦波,当相对运动速度较低时,光电接收管输出端输出电压的交流信号波形为三角波。设转轴不连负载,即转轴没有应变时,两对光栅组产生的波形A、B有一初始相位差Q1,当转轴连接负载,即转轴产生应变时,两对光栅组产生的波形A、B’相位错位增大至Q2,则错位增量与轴应变扭矩角存在一定的关系。两对光栅组产生的正弦波形经波形变换电路,变换成矩形波A*、B*,然后,将B*的方波取反后再与A*的方波相与,输出波形为C。C的脉宽即为A*、B*两相脉冲的相位差。C*为负载轴应变所对应的错位增量,脉宽为σQ=Q2-Q1。对脉宽σQ进行高频脉冲插值,这样,通过测量两对光栅的输出信号的相位差对应的高频计数值Mm就可测量转矩T。
本发明所述的转矩传感器是一种通用的转矩测量装置,既能测量静、动态转矩,又能测量静止转矩。与普通的转矩传感器相比,其精度高、信号易于处理、抗干扰能力强,而且结构简单,成本低,有较高的经济价值。
Claims (3)
1.光栅转矩传感器,包括有壳体、底座,所述壳体的中心设有一水平转轴,所述转轴的两端露出壳体,一端连接动力源,另一端连接被测负载,所述壳体固定在底座上,其特征在于:所述壳体内还设有异步电动机和传感元件,所述异步电动机的转子活动套接在所述转轴上;所述传感元件包括二对光栅组和二对光电发射接收装置,所述光栅组分别靠近壳体二侧,所述光栅组与光电发射接收装置配合;
所述光栅组分别由一对互相配合的内、外光栅片组成,外光栅片固定在转轴上,内光栅片位于外光栅片内侧并与异步电动机的转子固定;
所述光电发射接收装置包括光电发射管和光电接收管,所述光电发射管、光电接收管之间间隔所述的光栅组,所述光电发射管、光电接收管的引出端与外置测试仪连接。
2.根据权利要求1所述的光栅转矩传感器,其特征在于:所述转子采用铁磁材料或笼型转子。
3.根据权利要求1或2所述的光栅转矩传感器,其特征在于:所述转轴的两端比中间部分粗。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6472021A (en) * | 1987-05-11 | 1989-03-16 | Honda Motor Co Ltd | Torque detecting device |
JPH04236184A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-25 | Ricoh Co Ltd | 回転量の制御可能なモーター |
CN2163376Y (zh) * | 1993-09-25 | 1994-04-27 | 李国林 | 数字式扭矩传感器 |
CN2215115Y (zh) * | 1994-08-30 | 1995-12-13 | 李国林 | 旋转轴三参数复合传感器 |
CN1282420A (zh) * | 1997-12-17 | 2001-01-31 | 毕晓普创新有限公司 | 传递路径转矩传感器 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6472021A (en) * | 1987-05-11 | 1989-03-16 | Honda Motor Co Ltd | Torque detecting device |
JPH04236184A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-08-25 | Ricoh Co Ltd | 回転量の制御可能なモーター |
CN2163376Y (zh) * | 1993-09-25 | 1994-04-27 | 李国林 | 数字式扭矩传感器 |
CN2215115Y (zh) * | 1994-08-30 | 1995-12-13 | 李国林 | 旋转轴三参数复合传感器 |
CN1282420A (zh) * | 1997-12-17 | 2001-01-31 | 毕晓普创新有限公司 | 传递路径转矩传感器 |
CN2804805Y (zh) * | 2005-06-07 | 2006-08-09 | 浙江工业大学 | 光栅转矩传感器 |
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