CN111397789B - 扭力压力感测装置及电动起子 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扭力压力感测装置及电动起子，所述电动起子包括壳体及所述扭力压力感测装置，所述扭力压力感测装置包括接触部、形变部、感测部及处理器，所述接触部与所述形变部之间固定连接且呈预设角度，所述感测部装设于所述形变部上，并与所述处理器电性连接，所述形变部具有弹性，在所述接触部被按压及/或扭转时能驱使所述形变部产生弹性形变，所述感测部用于感测所述形变部产生形变时的形变量，并产生对应的电信号，所述处理器用于根据所述电信号确定所述接触部受到按压的压力值及/或受到扭转的扭力值。本发明可以感测对目标物体施加的扭矩及/或压力，无需设置两个感测器，既简化了用户操作，也减少了硬件成本。

Description

扭力压力感测装置及电动起子
技术领域
本发明涉及一种扭力压力感测装置及电动起子。
背景技术
扭矩传感器，又称力矩传感器、扭力传感器或转矩传感器，通常设置于各种机械部件上，用于对扭转力矩进行感测。在扭矩传感器的实际应用场景中，除了扭矩感测，用户还经常需要进行压力的感测，如此需要另外设置压力传感器用以感测压力。然而，元件数量的增加既加大了机械部件的体积而造成操作上的不便，还增加了硬件成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种扭力压力感测装置，以解决上述技术问题。
一种扭力压力感测装置，包括接触部、形变部、感测部及处理器，所述接触部与所述形变部之间固定连接且呈预设角度，所述感测部装设于所述形变部上，并与所述处理器电性连接，所述形变部具有弹性，在所述接触部被按压及/或扭转时能驱使所述形变部产生弹性形变，所述感测部用于感测所述形变部产生形变时的形变量，并产生对应的电信号，所述处理器用于根据所述电信号确定所述接触部受到按压的压力值及/或受到扭转的扭力值。
一种电动起子，包括壳体及上述的扭力压力感测装置，所述扭力压力感测装置用于感测所述电动起子对目标物体施加的扭力及压力。
上述扭力压力感测装置及电动起子可以感测对目标物体施加的扭矩及/或压力，无需设置两个感测器，既简化了用户操作，也减少了硬件成本。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式中电动起子的整体示意图。
图2为图1的分解示意图。
图3为图1中扭力压力感测装置的分解示意图。
图4为扭力压力感测装置的部分结构示意图。
图5为扭力压力感测装置的空间结构示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1及图2，为本发明提供的电动起子1。所述电动起子1至少包括扭力压力感测装置10及壳体20。所述扭力压力感测装置10装设于所述壳体20内。所述扭力压力感测装置10用于在所述电动起子1工作时感测所述电动起子1对目标物体施加的扭力及压力。其中，所述目标物体可以是螺丝。
请一并参考图3及图4，所述扭力压力感测装置10包括接触部11、形变部12、感测部13及处理器14。所述接触部11与所述形变部12之间固定连接，且呈预设角度。在本实施方式中，所述预设角度为45度到90度之间的任一角度，例如45度、60度、75度或80度。所述感测部13设置于所述形变部12上，并与所述处理器14电性连接。所述形变部12具有弹性，所述接触部11在被按压及扭转时能驱使所述形变部12产生弹性形变。所述感测部13用于感测所述形变部12的形变量，并产生对应的电信号。所述处理器14用于根据所述电信号确定所述接触部11受到按压的压力值及受到扭转的扭力值。其中，所述处理器14根据电信号确定压力值的方法与现有技术中的压力计确定压力值的方法相同，根据电信号确定扭力值的方法与现有技术中的扭力计确定压力值的方法相同，在此不作详细描述。
在本实施方式中，所述扭力压力感测装置10包括两个接触部11及四个形变部12。所述两个接触部11之间间隔一预设距离。优选地，所述预设距离为21毫米。所述接触部11由金属合金材料制成，例如铝合金。所述形变部12由不锈钢弹性钢材料制成。所述两个接触部11分别固定于所述形变部12的两端，所述四个形变部12合围固定在所述接触部11上。
具体的，所述接触部11上开设有四个收容孔110，每一侧面开设有第一销孔111。其中，所述四个收容孔110分别与所述接触部11的一侧边平行。所述形变部12在两端分别凸出形成一凸出部120，所述凸出部120能够恰好收容于所述接触部11的收容孔110内。每一凸出部120上开设有一第二销孔121。进一步地，所述扭力压力感测装置10还包括八个销钉15，每一销钉15贯穿一组第一销孔111及第二销孔121，从而将所述两个接触部11与所述四个形变部12相互固定，所述四个形变部12合围形成形成一腔体122。
在本实施方式中，所述扭力压力感测装置10包括四个感测部13。所述四个感测部13呈薄片状，分别贴合于一形变部12的侧面，用于感测对应形变部12的形变量。
在本实施方式中，所述感测部13为应变片，应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，其包括惠斯通电桥。所述应变片紧密装设于导体或半导体材料上，当导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，所述惠斯通电桥测量到的电阻值相应发生变化，从而产生相应的电信号。
当一接触部11受到按压时，所述四个形变部12向内侧产生形变，即在垂直于所述接触部11的方向上产生形变。所述感测部13能够侦测到所述形变部12受到按压产生的形变量，并且根据所述形变量产生压力电信号。当一接触部11受到扭转时，所述四个形变部12也会被所述接触部11驱使而产生扭转，即在平行于所述接触部11的方向上产生形变。所述感测部13能够侦测到所述形变部12受到扭转产生的形变量，并且根据所述形变量产生扭力电信号。可以理解的是，当所述接触部11同时受到按压和扭转时，所述感测部13能够同时侦测到所述形变部12在垂直于所述接触部11的方向上产生的形变量以及在平行于所述接触部11的方向上产生的形变量，从而分别产生拉力电信号及扭力电信号。
在本实施方式中，所述处理器14包括一信号处理电路，设置于所述腔体122内，并且与所述感测部13电性连接。所述处理器14根据所述压力电信号确定按压的压力值，根据所述扭力电信号确定扭转的扭力值。
请参考图5，所述形变部12装设有所述感测部13的侧面123与所述接触部11的两侧边之间存在夹角。具体的，以所述接触部11的短侧边所在方向为x轴，所述短侧边相邻的长侧边所在方向为y轴，垂直于所述接触部11的方向为z轴，所述短侧边与长侧边之间的交点为原点构建空间直角坐标系。从图4可以看出，所述形变部12与x轴、y轴及x轴之间均存在夹角，如此可以有效提高所述形变部12的灵敏度，即受力时更容易产生形变，从而提高感测扭力及压力的准确度。
进一步地，如图2所示，所述电动起子1的壳体20上设置有显示单元30，用于显示所述扭力压力感测装置10感测到的扭力值及压力值，以便于用户根据显示的扭力值及压力值调整所述电动起子1对目标物体施加的扭力及压力。在本实施方式中，所述显示单元30为LED显示屏或LCD显示屏。
当所述扭力压力感测装置10应用在所述电动起子1中时，可以在所述电动起子1固定目标物体如螺丝时侦测对目标物体施加的压力及扭力，从而对目标物体的固定进行精确地控制。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种扭力压力感测装置，其特征在于：所述扭力压力感测装置包括两个接触部、四个形变部、八个销钉、感测部及处理器，所述接触部与所述形变部之间固定连接且呈预设角度，每个所述接触部开设有第一销孔，每个所述形变部上开设有两个第二销孔，每个所述销钉贯穿一组第一销孔及第二销孔，从而将所述两个接触部与所述四个形变部相互固定，并形成一腔体，所述感测部装设于所述形变部上，并与所述处理器电性连接，所述形变部具有弹性，在所述接触部被按压及/或扭转时能驱使所述形变部产生弹性形变，所述感测部用于感测所述形变部产生形变时的形变量，并产生对应的电信号，所述处理器用于根据所述电信号确定所述接触部受到按压的压力值及/或受到扭转的扭力值。
2.如权利要求1所述的扭力压力感测装置，其特征在于：所述感测装置包括四个形变部，均由不锈钢弹性钢材料制成，所述四个形变部合围固定在所述接触部上。
3.如权利要求2所述的扭力压力感测装置，其特征在于：所述感测装置包括四个感测部，每一感测部装设于一形变部上，用于感测对应形变部产生形变时的形变量。
4.如权利要求3所述的扭力压力感测装置，其特征在于：所述感测部为应变片，用于根据所述形变部垂直于所述接触部方向的形变量产生压力电信号，根据所述形变部平行于所述接触部方向的形变量产生扭力电信号，所述处理器根据所述压力电信号确定按压的压力值，及根据所述扭力电信号确定扭转的扭力值。
5.如权利要求2所述的扭力压力感测装置，其特征在于：所述感测装置包括两个接触部，由金属合金材料制成，分别固定于所述形变部的两端，所述两个接触部之间间隔一预设距离。
6.如权利要求5所述的扭力压力感测装置，其特征在于：当所述两个接触部受到按压时，所述四个形变部向内侧产生形变，当所述两个接触部受到扭转时，所述四个形变部在平行于所述接触部的方向上产生形变。
7.如权利要求1所述的扭力压力感测装置，其特征在于：所述预设角度为45度到90度之间的任一角度。
8.如权利要求1所述的扭力压力感测装置，其特征在于：所述形变部装设有感测部的侧面与所述接触部的两侧边之间存在夹角。
9.一种电动起子，包括壳体，其特征在于：所述电动起子还包括如权利要求1至8中任一项所述的扭力压力感测装置，装设于所述壳体内部，用于感测所述电动起子对目标物体施加的扭力及压力。
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