CN113155325A - 新型复合牵引力传感器 - Google Patents

新型复合牵引力传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN113155325A
CN113155325A CN202110490104.5A CN202110490104A CN113155325A CN 113155325 A CN113155325 A CN 113155325A CN 202110490104 A CN202110490104 A CN 202110490104A CN 113155325 A CN113155325 A CN 113155325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
induction
magnetic
bearing
deformation
induction coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202110490104.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李瑞川
刘继鲁
黄明明
孙会来
马勇
程懿
郭坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qilu University of Technology
Original Assignee
Qilu University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qilu University of Technology filed Critical Qilu University of Technology
Priority to CN202110490104.5A priority Critical patent/CN113155325A/zh
Publication of CN113155325A publication Critical patent/CN113155325A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G01L1/127—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/13—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the tractive or propulsive power of vehicles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)

Abstract

本发明提供了一种新型复合牵引力传感器，包括：承力筒，所述承力筒内安装有感应磁芯，所述感应磁芯包括第一感应磁极和第二感应磁极，所述第一感应磁极上缠绕安装有第一感应线圈，第二感应磁极上缠绕安装有第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈共同连接输出差动回路；所述承力筒安装有承力磁芯，所述承力磁芯包括两个半圆形形变磁极，两个半圆形形变磁极分别缠绕安装有形变线圈。

Description

新型复合牵引力传感器
技术领域
本发明属于力传感器领域，具体涉及一种新型复合牵引力传感器。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
在大马力拖拉机等现代化农业机械装备工作过程中，为了实现更加平稳的牵引力控制，需要对悬挂装置的牵引力进行精确测量，因此，牵引力传感器性能的好坏将直接影响到悬挂农具的作业质量。申请号为“CN201811417105.1”的中国专利，公开了一种新型牵引力传感器，其承力磁芯呈柱状结构，仅能检测到作用在传感器上的水平方向和竖直方向上的力，不能检测到其他方向的力，降低了传感器的灵敏度。针对该专利中存在的问题，本发明研制出了一种新型复合牵引力传感器。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种新型复合牵引力传感器，其通过环形的承力磁芯检测作用在传感器上的各个方向上的作用力，大大提高了传感器的灵敏度。
根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
第一个方面，本发明提供了一种新型复合牵引力传感器。
新型复合牵引力传感器，包括：承力筒，所述承力筒内安装有感应磁芯，所述感应磁芯包括第一感应磁极和第二感应磁极，所述第一感应磁极上缠绕安装有第一感应线圈，第二感应磁极上缠绕安装有第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈共同连接输出差动回路；所述承力筒安装有承力磁芯，所述承力磁芯包括两个半圆形形变磁极，两个半圆形形变磁极分别缠绕安装有形变线圈。
第二个方面，本发明提供了一种新型复合牵引力传感器。
新型复合牵引力传感器，包括：承力筒，所述承力筒内安装有感应磁芯，所述感应磁芯包括第一感应磁极和第二感应磁极，所述第一感应磁极上缠绕安装有第一感应线圈，第二感应磁极上缠绕安装有第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈共同连接输出差动回路；所述承力筒安装有两个结构相同承力磁芯，每个所述承力磁芯包括两个半圆形形变磁极，两个半圆形形变磁极分别缠绕安装有形变线圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
当承力筒不受载荷时，形变线圈产生对称磁场，通过第一感应线圈和第二感应线圈的磁通量为零；当承力筒受载荷时，形变磁极发生形变，原先磁场分别产生偏移和偏转，通过偏移和偏转磁场的叠加使通过第一感应线圈和第二感应线圈的磁通量变化明显，并且由于安装有两个相同结构的承力磁芯，且每个承力磁芯有两个半圆形的形变磁极，可以感知圆周各个方向的剪切力和扭转力，使通过第一感应线圈和第二感应线圈的磁通量变化更明显，感应电流变化幅度更大。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实例的剖视结构示意图；
图2是本发明实施例承力筒的立体结构示意图；
图3是本发明实施例承力磁芯和感应磁芯的整体立体放大结构示意图；
图4是本发明实施例承力磁芯的立体放大结构示意图；
图中：1-承力筒；11-承力环槽；12-周向定位槽；2-承力磁芯；22-形变线圈；23-形变磁极；3-感应磁芯；31-感应磁极；32-感应线圈；4-插槽结构。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例一
本实施例提供了一种新型复合牵引力传感器。
如图1-4所示，新型复合牵引力传感器，包括：承力筒1，所述承力筒1内安装有感应磁芯3，所述感应磁芯3包括第一感应磁极31和第二感应磁极31，所述第一感应磁极31上缠绕安装有第一感应线圈32，第二感应磁极31上缠绕安装有第二感应线圈32，第一感应线圈32和第二感应线圈32共同连接输出差动回路；所述承力筒1安装有承力磁芯2，所述承力磁芯2包括两个半圆形形变磁极23，两个半圆形形变磁极23分别缠绕安装有形变线圈22。
其中，本实施例所述承力筒1可以为圆管加工而成，也可为在销轴上钻孔而成，其外周面上可增加台阶或者插槽结构4用以定位安装。
所述承力筒1内安装有承力磁芯2，所述承力磁芯23包括径向对称设置的两半圆形形变磁极23，两所述半圆形形变磁极23在所述承力筒1上垂直设置。本实施例所述形变磁极23的维度为全圆，这样更利于增加传感器灵敏度。
两所述半圆形形变磁极23上分别缠绕安装有半圆形形变线圈22，两所述半圆形形变线圈22通电后产生的磁场方向应当一致。所述半圆形形变磁极23与所述承力筒1内周面优选过盈配合，这样所述承力筒1受到载荷后的形变能更好地传递给所述半圆形形变磁极23，更利于提高本实施例的灵敏度。所述半圆形形变线圈22的匝数和连接方式可根据实际需要进行设定，这是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。
两所述半圆形形变磁极23上分别缠绕安装有半圆形形变线圈22，两所述半圆形形变线圈22在通电后产生的磁场方向应当一致。所述承力筒1上设有与所述半圆形形变磁极23的端部对应的周向定位槽12，所述周向定位槽12一方面对所述承力磁芯2起到周向定位作用，同时也作为所述承力磁芯2安装时所述半圆形形变磁极23安装用的滑槽。所述半圆形形变线圈22的匝数和连接方式可根据实际需要进行设定，这是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。
第一感应磁极31和第二感应磁极31上分别缠绕安装有第一感应线圈32和第二感应线圈32，所述第一感应线圈32和第二感应线圈32共同连接有差动输出回路。所述差动输出回路用以输出所述第一感应线圈32和第二感应线圈32内感应电流大小，从而判断载荷大小；所述差动输出回路为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述且在图中未示出。
所述承力筒1的外周面上位于所述承力磁芯2处设有承力环槽11，所述承力筒1在承受重载荷时，所述承力环槽11更容易将剪切变形传递给所述半圆形形变磁极23。
本实施的工作原理为：在所述承力筒1不受到任何载荷时，所述半圆形形变磁极23产生对称的磁场，这样通过所述第一感应线圈32和第二感应线圈32的磁通量为零；当所述承力筒1承受载荷时，载荷可使所述半圆形形变磁极23发生剪切形变或扭转形变，所述形变线圈22的磁场发生偏移，通过所述第一感应线圈32和第二感应线圈32的磁通量发生变化，所述第一感应线圈32和第二感应线圈32内产生感应电流，并且通过磁场偏转的叠加，承力磁芯有两个半圆形的形变磁极，可以感知圆周各个方向的剪切力和扭转力，使通过第一感应线圈和第二感应线圈的磁通量变化更明显，感应电流变化幅度更大，提高传感器的灵敏度。
实施例二
本实施例提供了一种新型复合牵引力传感器。
如图1-4所示，新型复合牵引力传感器，包括：承力筒1，所述承力筒1内安装有感应磁芯3，所述感应磁芯3包括第一感应磁极31和第二感应磁极31，所述第一感应磁极31上缠绕安装有第一感应线圈32，第二感应磁极31上缠绕安装有第二感应线圈32，第一感应线圈32和第二感应线圈32共同连接输出差动回路；所述承力筒1安装有两个结构相同的承力磁芯2，每个所述承力磁芯2包括两个半圆形形变磁极23，两个半圆形形变磁极23分别缠绕安装有形变线圈22。
其中，本实施例所述承力筒1可以为圆管加工而成，也可为在销轴上钻孔而成，其外周面上可增加台阶或者插槽结构4用以定位安装。
所述承力筒1内安装有承力磁芯2，所述承力磁芯23包括径向对称设置的两半圆形形变磁极23，两所述半圆形形变磁极23在所述承力筒1上垂直设置。本实施例所述形变磁极23的维度为全圆，这样更利于增加传感器灵敏度。
两所述半圆形形变磁极23上分别缠绕安装有半圆形形变线圈22，两所述半圆形形变线圈22通电后产生的磁场方向应当一致。所述半圆形形变磁极23与所述承力筒1内周面优选过盈配合，这样所述承力筒1受到载荷后的形变能更好地传递给所述半圆形形变磁极23，更利于提高本实施例的灵敏度。所述半圆形形变线圈22的匝数和连接方式可根据实际需要进行设定，这是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。
两所述半圆形形变磁极23上分别缠绕安装有半圆形形变线圈22，两所述半圆形形变线圈22在通电后产生的磁场方向应当一致。所述承力筒1上设有与所述半圆形形变磁极23的端部对应的周向定位槽12，所述周向定位槽12一方面对所述承力磁芯2起到周向定位作用，同时也作为所述承力磁芯2安装时所述半圆形形变磁极23安装用的滑槽。所述半圆形形变线圈22的匝数和连接方式可根据实际需要进行设定，这是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。
第一感应磁极31和第二感应磁极31上分别缠绕安装有第一感应线圈32和第二感应线圈32，所述第一感应线圈32和第二感应线圈32共同连接有差动输出回路。所述差动输出回路用以输出所述第一感应线圈32和第二感应线圈32内感应电流大小，从而判断载荷大小；所述差动输出回路为本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述且在图中未示出。
所述承力筒1的外周面上位于所述承力磁芯2处设有承力环槽11，所述承力筒1在承受重载荷时，所述承力环槽11更容易将剪切变形传递给所述半圆形形变磁极23。
本实施的工作原理为：在所述承力筒1不受到任何载荷时，所述半圆形形变磁极23产生对称的磁场，这样通过所述第一感应线圈32和第二感应线圈32的磁通量为零；当所述承力筒1承受载荷时，载荷可使所述半圆形形变磁极23发生剪切形变或扭转形变，所述形变线圈22的磁场发生偏移，通过所述第一感应线圈32和第二感应线圈32的磁通量发生变化，所述第一感应线圈32和第二感应线圈32内产生感应电流，并且通过磁场偏转的叠加，以及两个相同的半圆承力磁芯增加受力感知面积，使得通过所述感应线圈32的磁通量变化增大，产生的感应电流变化幅度也就增大，较单一柱状磁芯传感器可提高灵敏度120％，较双柱状磁芯传感器可提高灵敏度10％。
本实施例通过所述形变磁极23的变形，并设置了两个半圆形承力磁芯增加受力感知面积，较单一柱状磁芯传感器可提高传感器灵敏度120％，较双柱状磁芯传感器可提高传感器灵敏度10％，适用于联合大马力拖拉机牵引控制中的力传感器复杂使用工况，当然本实施例也可用于其他类似环境下重载荷的测量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.新型复合牵引力传感器，包括：承力筒，所述承力筒内安装有感应磁芯，所述感应磁芯包括第一感应磁极和第二感应磁极，所述第一感应磁极上缠绕安装有第一感应线圈，第二感应磁极上缠绕安装有第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈共同连接输出差动回路；其特征在于，所述承力筒安装有承力磁芯，所述承力磁芯包括两个半圆形形变磁极，两个半圆形形变磁极分别缠绕安装有形变线圈。
2.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，所述承力筒上设有周向定位槽。
3.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，所述第一感应磁极与第二感应磁极结构相同。
4.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，所述第一感应线圈和第二感应线圈均与形变磁极平行设置。
5.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，两所述形变磁极的圆周端面共同构成与所述承力筒的内周面配合安装的形变传递面。
6.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，所述承力筒内位于所述承力磁芯轴向两侧对称安装有感应磁芯。
7.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，所述第一感应磁极与第二感应磁极径向对称设置。
8.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，两所述半圆形形变磁极在所述承力筒同一横截面上垂直设置。
9.根据权利要求1所述的新型复合牵引力传感器，其特征在于，所述承力筒的外周面上位于所述承力磁芯处设有承力环槽。
10.新型复合牵引力传感器，包括：承力筒，所述承力筒内安装有感应磁芯，所述感应磁芯包括第一感应磁极和第二感应磁极，所述第一感应磁极上缠绕安装有第一感应线圈，第二感应磁极上缠绕安装有第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈共同连接输出差动回路；其特征在于，所述承力筒安装有两个结构相同承力磁芯，每个所述承力磁芯包括两个半圆形形变磁极，两个半圆形形变磁极分别缠绕安装有形变线圈。
CN202110490104.5A 2021-05-06 2021-05-06 新型复合牵引力传感器 Withdrawn CN113155325A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110490104.5A CN113155325A (zh) 2021-05-06 2021-05-06 新型复合牵引力传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110490104.5A CN113155325A (zh) 2021-05-06 2021-05-06 新型复合牵引力传感器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113155325A true CN113155325A (zh) 2021-07-23

Family

ID=76873401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110490104.5A Withdrawn CN113155325A (zh) 2021-05-06 2021-05-06 新型复合牵引力传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113155325A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045135A1 (en) * 2000-04-05 2001-11-29 Masashi Horiuchi Ring shaped magnetostrictive type torque sensor
CN103430000A (zh) * 2011-07-27 2013-12-04 三角力量管理株式会社 力传感器
CN109269686A (zh) * 2018-11-26 2019-01-25 日照海卓液压有限公司 硅钢片叠加型力传感器
CN109341904A (zh) * 2018-11-26 2019-02-15 日照海卓液压有限公司 新型牵引力传感器
CN209027700U (zh) * 2018-11-26 2019-06-25 日照海卓液压有限公司 双维度力传感器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045135A1 (en) * 2000-04-05 2001-11-29 Masashi Horiuchi Ring shaped magnetostrictive type torque sensor
CN103430000A (zh) * 2011-07-27 2013-12-04 三角力量管理株式会社 力传感器
CN109269686A (zh) * 2018-11-26 2019-01-25 日照海卓液压有限公司 硅钢片叠加型力传感器
CN109341904A (zh) * 2018-11-26 2019-02-15 日照海卓液压有限公司 新型牵引力传感器
CN209027700U (zh) * 2018-11-26 2019-06-25 日照海卓液压有限公司 双维度力传感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209027700U (zh) 双维度力传感器
CN109269686A (zh) 硅钢片叠加型力传感器
US8651250B2 (en) Magnetorheological devices with permanent magnet field bias
CN113310605B (zh) 双米字轴式力传感器及其方法
CN109341904A (zh) 新型牵引力传感器
CN102606670B (zh) 差动传感式磁流变阻尼器
EP1539514B1 (en) Piston damper assembly, and dust tube subassembly, having a velocity sensor
US20100219814A1 (en) Magnetic position sensor
CN209027701U (zh) 新型牵引力传感器
US5115685A (en) Torque meter
CN106640963B (zh) 一种八极径向电磁悬浮轴承的控制***及方法
CN112096816B (zh) 一种磁悬浮滚珠丝杠副
US6370967B1 (en) Torque sensor with joint means for producing a consistent magnetic effect
CN108180250A (zh) 一种内置磁阀改善阻尼性能的双线圈型磁流变阻尼器
CN209027699U (zh) 硅钢片叠加型力传感器
CN113155325A (zh) 新型复合牵引力传感器
CN102721428B (zh) 一种速度-位移传感器
CN113376247A (zh) 一种新型复合激励多延展方向缺陷漏磁场检测方法
CN207751798U (zh) 滚动轴承静态刚度检测装置
CN112964403A (zh) 一种对称式双维度力传感器及拖拉机
CN112857626B (zh) 双十字轴对称式力传感器
CN201464493U (zh) 一种挠性摆式加速度计
CN112880882B (zh) 变压器式力传感器
CN213870769U (zh) 一种新型电磁轴承
CN112665763B (zh) 一种销式压磁传感器及包括该传感器的控制***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210723