CN207487858U - 一种扭力传感器主体及扭力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器技术领域，提供了一种扭力传感器主体，包括上连接件、下连接件和将部分上连接件和部分下连接件相互连接的梁；上连接件和下连接件之一安装至一固定物，另一连接于施加扭力的物体，使上连接件可相对下连接件扭动且使应变片发生形变，上连接件与梁相接的位置设置有轴向延伸的第一孔槽，下连接件与梁相接的位置设置有轴向延伸的第二孔槽。本实用新型提供的扭力传感器主体的第一孔槽和第二孔槽的深度和宽度可根据所要测量的扭力的量程大小进行切割，其适用性强。本实用新型还提供一种扭力传感器，包括上述的扭力传感器主体和应变片；应变片固定设置在梁上，并随梁受力而改变电阻值。

Description

一种扭力传感器主体及扭力传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种扭力传感器主体及扭力传感器。

背景技术

随着科技发展，扭力传感器在自动化机械领域、机器人领域以及医疗器械领域得到广泛应用。各厂家针对此扭力传感器市场开发了各类不同的扭力传感器，但是受技术限制，扭力传感器价格昂贵，限制了扭力传感器的使用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种扭力传感器主体，以解决现有技术中存在的扭力传感器成本过高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种扭力传感器主体，包括上连接件、下连接件和将部分所述上连接件和部分所述下连接件相互连接的梁；

所述上连接件和所述下连接件之一安装至一固定物，另一连接于施加扭力的物体，使所述上连接件可相对所述下连接件扭动且使所述应变片发生形变；

所述上连接件与所述梁相接的位置设置有轴向延伸的第一孔槽；

所述下连接件与所述梁相接的位置设置有轴向延伸的第二孔槽。

进一步地，所述上连接件设有多个第一孔槽，所述多个第一孔槽分别设置在所述梁的两侧；所述下连接件设有多个第二孔槽，所述多个第二孔槽分别设置在所述梁的两侧。

进一步地，所述多个第一孔槽沿所述上连接件的周向均匀间隔设置，所述第二孔槽沿所述下连接件周向均匀间隔设置。

进一步地，一个所述第一孔槽和一个所述第二孔槽沿轴向正对。

进一步地，所述梁的两侧对称设置有一对所述第一孔槽和一对所述第二孔槽。

进一步地，所述第一孔槽的深度和所述第二孔槽的深度相等，所述第一孔槽的宽度和所述第二孔槽的宽度相等。

进一步地，所述上连接件对称设置有至少两个用于固定所述施加扭力的物体的固定件，所述固定件与施加扭力的物体连接。

进一步地，所述固定件为凸台，所述凸台设置于所述上连接件的***。

进一步地，所述下连接件设置有固定圆盘，所述固定圆盘用于将所述下连接件固定在一固定物件上。

进一步地，所述固定圆盘对称设置有至少两个螺纹孔。

进一步地，所述上连接件与所述下连接件相对所述梁对称设置。

进一步地，所述上连接件与所述下连接件为筒状。

进一步地，所述上连接件与所述下连接件之间设有横向开口；所述横向开口与所述第一孔槽和所述第二孔槽分别连通。

进一步地，所述梁设置有安装平面，所述安装平面用于安装所述应变片。

本实用新型提供的扭力传感器主体的有益效果在于：

上连接件和下连接件设置的第一孔槽和第二孔槽，第一孔槽和第二孔槽的深度和宽度可根据所要测量的扭力的量程大小进行切割，以调整扭矩改变产生的应变，因此，本实施例的扭力传感器可适用于不同扭力量程，其适用性强且可以降低成本。

本实用新型另一目的为提供一种扭力传感器，包括上述的扭力传感器主体和应变片；所述应变片固定设置在所述梁上，并随所述梁受力而改变电阻值。

进一步地，所述梁设置有安装平面；所述应变片固定设置在所述安装平面上。

进一步地，还包括电路板，所述电路板设置在所述扭力传感器主体上并与所述应变片电连接。

进一步地，包括两个应变片，所述两个应变片关于所述梁的一个横向平面呈角度且对称设置。

进一步地，所述扭力传感器主体包括两个梁，所述两个梁对称设置于上连接件和下连接件的侧边，所述两个梁上分别设有一组所述应变片，所述应变片电性连接。

进一步地，所述应变片电连接组成惠斯通电桥。

进一步地，所述应变片通过玻璃胶粘接在所述梁上。

本实用新型提供的扭力传感器的有益效果在于：应变片通过微熔玻璃胶技术粘接在梁上，经过高温烧结，应变片与梁结合为一体，应变片的感测形变无迟滞现象，灵敏度高，稳定性好，工艺可控性好并且适合大规模批量生产，大大降低制作扭力传感器的成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的扭力传感器主体的立体结构图；

图2是本实用新型实施例提供的扭力传感器主体的主视图；

图3是本实用新型实施例提供的扭力传感器主体的左视图；

图4是本实用新型实施例提供的扭力传感器主体的剖视图。

图中各附图标记为：

上连接件	1	第一孔槽	11	螺纹孔	23
						下连接件	2	第二孔槽	21	横向开口	31
梁	3	固定件	12	安装平面	32
						应变片	4	固定圆盘	22	电路板	5

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述：

图1至图4示出了本实用新型实施例提供的一种扭力传感器主体。

如图1至图4，本实用新型实施例提供的一种扭力传感器主体，包括上连接件1、下连接件2和将上连接件1和下连接件2相互连接的梁3，部分上连接件1和部分下连接件2通过梁3相互连接，上连接件1、下连接件2和梁3采用金属材料制成，也可采用合金钢或者铝合金材质制作而成，上连接件1和下连接件2可采取两种方式与施加扭力的物体连接，一种是：上连接件1固定连接于施加扭力的物体，下连接件2固定于固定的物体上；另一种是：上连接件1固定于固定的物体上，下连接件2固定连接于施加扭力的物体。上连接件1 可相对下连接件2扭动，梁3上设置有至少一组应变片4，应变片4与梁3之间通过微熔玻璃胶进行粘接，上连接件1相对下连接件2扭动，梁3受到扭力后自身伸长发生形变，贴于梁3上的应变片4同样发生形变，其电阻发生变化，通过测量其电阻变化即可得出扭力的大小，上连接件1与梁3相接的位置对称设置有两个沿上连接件1轴向延伸的第一孔槽11，第一孔槽11的深度和宽度可根据所要测量的扭力的量程大小进行切割，以调整扭矩改变产生的应变，下连接件2与梁3相接的位置对称设置有两个沿下连接件2轴向延伸的第二孔槽 21，同样的，第二孔槽21的深度和宽度可根据所要测量的扭力的量程大小进行切割，以调整扭矩改变产生的应变。

本实施例的扭力传感器主体具有如下技术效果：

上连接件1和下连接件2设置的第一孔槽11和第二孔槽21，第一孔槽11 和第二孔槽21的深度和宽度可根据所要测量的扭力的量程大小进行切割，以调整扭矩改变产生的应变，因此，本实施例的扭力传感器可适用于不同扭力量程，其适用性强并且可以降低成本。

进一步地，上连接件1设有多个第一孔槽11，多个第一孔槽11分别设置在梁3的两侧；下连接件2设有多个第二孔槽21，多个第二孔槽21分别设置在梁3的两侧。

进一步地，多个第一孔槽11沿上连接件1的周向均匀间隔设置，第二孔槽 21沿下连接件2周向均匀间隔设置，周向为上连接件1和下连接件2的底面的侧边。

进一步地，一个梁3的两侧对称设置有两个与梁3邻接的第一孔槽11，一个梁3的两侧对称设置有两个与梁3邻接的第二孔槽21，一个第一孔槽11和一个第二孔槽21上下沿轴向正对。

进一步地，梁3的两侧对称设置有一对第一孔槽11和一对所述第二孔槽 21。

进一步地，第一孔槽11的深度和第二孔槽21的深度相等，第一孔槽11 的宽度和第二孔槽21的宽度相等。第一孔槽11和第二孔槽21的大小尺寸相同，梁3相对于上连接件1和下连接件2的形变均匀，更有利于应变片4测量梁3 的形变量，使测量结果更加准确。

进一步地参考图2和图3，上连接件1对称设置有至少两个用于固定施加扭力的物体的固定件12，固定件12优选的数量为六个，固定件12对称固定施加扭力的物件，使得施加扭力的物件在扭动时，扭力稳定地传导到上连接件1，避免扭力在传导时发生误差。

进一步地，固定件12为凸台，凸台设置于上连接件1的***，通过将凸台设置于上连接件1的***，使得施加的扭力的半径变大，扭矩变大，使得梁3 的形变变大，使得测量更加准确。固定件12也可以设置于上连接件1的内侧，测量较大扭力时，扭矩不需过大，以免扭力过大损坏传感器主体，并且传感器主体的尺寸也会缩小。

进一步地，固定件12与施加扭力的物体螺纹连接，其连接方式也可以其他固定方式，如焊接、粘接或卡接。

进一步地，下连接件2设置有固定圆盘22，固定圆盘22用于将下连接件2 固定在一固定物件上。

进一步地，固定圆盘22对称设置有至少两个螺纹孔23，螺纹孔23的优选的数量为六个，固定圆盘22的半径大于下连接件2。

进一步地，上连接件1与下连接件2相对梁3对称设置。

进一步地，上连接件1与下连接件2为筒状。

进一步地，如图4，上连接件1与下连接件2之间设有横向开口31；横向开口与第一孔槽11和第二孔槽21分别连通。

进一步地，如图2，梁3设置有安装平面32，安装平面用于安装应变片4。

本实用新型另一实施例提供一种扭力传感器，包括上述的传感器主体和应变片4；应变片4固定设置在所述梁3上，并随所述梁3受力而改变电阻值。

进一步地，梁3设置有安装平面32；应变片4通过玻璃胶粘接在安装平面 32上。

进一步地，还包括电路板5，电路板5设置在扭力传感器主体上并与应变片4电连接。

进一步地，下连接件2设置有电路板5，电路板5与应变片4连接，应变片4发生形变后电阻发生变化，应变片4将发生的电阻变化信号传输至电路板 5，电路板5将电阻变化信号转化为可读形式的信号输出。

进一步地，一组应变片4包括两个应变片4，两个应变片4呈角度关于所述梁3的一个横向平面对称设置。

进一步地，一组应变片4包括两个应变片4，两个应变片4呈45°角度关于梁3的横向中心线对称设置。两个应变片4上下对称呈一定角度设置于梁3 上，施加的扭力方向平行于梁3的横向中心线，即，应变片4与扭力的方向呈一定的角度，优选地，应变片4呈45°角度贴于梁3上，应变片4的形变量最大，应变片4最能测量到梁3受到扭力所发生的形变，测量的结果更准确。

进一步地，扭力传感器包括两个梁3，两个梁3对称设置于上连接件1和下连接件2的侧边，两个梁3上分别设有一组应变片4，两个梁3上的应变片4 电性连接。

进一步地，扭力传感器包括两个梁3，两个梁3对称设置于上连接件1和下连接件2的侧边，两个梁3上均设置有一组应变片4，一组应变片4包括两个应变片4，两个梁3上共四个应变片4可通过电连接的形式组成适当的电桥，使得应变片4形变时发生的电阻变量更大，其发出的信号更加清晰，扭力的测量更加准确。

进一步地，应变片4电连接组成惠斯通电桥，具体地，应变片4为电阻，四个应变片4相互连接形成惠斯通电桥，应变片4阻值随梁3的变形而改变，电桥的输出电压反应了扭力的大小。

本实施例的扭力传感器具有如下技术效果：

应变片4通过微熔玻璃胶技术粘接在梁3上，经过高温烧结，应变片4与梁3结合为一体，应变片4的感测形变无迟滞现象，灵敏度高，稳定性好，工艺可控性好并且适合大规模批量生产，大大降低制作扭力传感器的成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种扭力传感器主体，其特征在于：包括上连接件、下连接件和将部分所述上连接件和部分所述下连接件相互连接的梁；

所述上连接件和所述下连接件之一安装至一固定物，另一连接于施加扭力的物体，使所述上连接件可相对所述下连接件扭动且使设置于所述梁上的应变片发生形变，

所述上连接件与所述梁相接的位置设置有轴向延伸的第一孔槽，

所述下连接件与所述梁相接的位置设置有轴向延伸的第二孔槽。

2.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述上连接件设有多个第一孔槽，所述多个第一孔槽分别设置在所述梁的两侧；所述下连接件设有多个第二孔槽，所述多个第二孔槽分别设置在所述梁的两侧。

3.如权利要求2所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述多个第一孔槽沿所述上连接件的周向均匀间隔设置，所述第二孔槽沿所述下连接件周向均匀间隔设置。

4.如权利要求2所述的扭力传感器主体，其特征在于：一个所述第一孔槽和一个所述第二孔槽沿轴向正对。

5.如权利要求2所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述梁的两侧对称设置有一对所述第一孔槽和一对所述第二孔槽。

6.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述第一孔槽的深度和所述第二孔槽的深度相等，所述第一孔槽的宽度和所述第二孔槽的宽度相等。

7.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述上连接件对称设置有至少两个用于固定所述施加扭力的物体的固定件，所述固定件与施加扭力的物体连接。

8.如权利要求7所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述固定件为凸台，所述凸台设置于所述上连接件的***。

9.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述下连接件设置有固定圆盘，所述固定圆盘用于将所述下连接件固定在一固定物件上。

10.如权利要求9所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述固定圆盘对称设置有至少两个螺纹孔。

11.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述上连接件与所述下连接件相对所述梁对称设置。

12.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述上连接件与所述下连接件为筒状。

13.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述上连接件与所述下连接件之间设有横向开口；所述横向开口与所述第一孔槽和所述第二孔槽分别连通。

14.如权利要求1所述的扭力传感器主体，其特征在于：所述梁设置有安装平面，所述安装平面用于安装所述应变片。

15.一种扭力传感器，其特征在于：包括如权利要求1至13中任一项所述的扭力传感器主体和应变片；所述应变片固定设置在所述梁上，并随所述梁受力而改变电阻值。

16.如权利要求15所述的扭力传感器，其特征在于：所述梁设置有安装平面；所述应变片固定设置在所述安装平面上。

17.如权利要求15所述的扭力传感器，其特征在于：还包括电路板，所述电路板设置在所述扭力传感器主体上并与所述应变片电连接。

18.如权利要求15所述的扭力传感器，其特征在于：包括两个应变片，所述两个应变片关于所述梁的一个横向平面呈角度且对称设置。

19.如权利要求15所述的扭力传感器，其特征在于：所述扭力传感器主体包括两个梁，所述两个梁对称设置于上连接件和下连接件的侧边，所述两个梁上分别设有一组所述应变片，所述应变片电性连接。

20.如权利要求19所述的扭力传感器，其特征在于：所述应变片电连接组成惠斯通电桥。

21.如权利要求16至20中任一项所述的扭力传感器，其特征在于：所述应变片通过玻璃胶粘接在所述梁上。