CN208063003U - 新型力测量电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型力测量电机，包括轴，轴上设有转子，所述转子的外侧设有定子，定子包括定子外壳，定子外壳包括设置在两端的内端盖，内端盖与轴之间设有内轴承；所述内端盖的外侧设有外支撑座，外支撑座上设有外轴承，所述外支撑座与安装面固定连接；所述定子外壳的一侧设有力传感器；本实用新型的新型力测量电机，利用电机输出作用力原理，对电机定子进行浮动支撑，将扭矩测量转换为针对定子的反力的测量，从而得知转子的输出扭矩，本实用新型利用外轴承对定子进行支撑，外轴承在使用时是静止状态，损耗较小，并且内阻稳定。

Description

新型力测量电机

技术领域

本实用新型涉及测量电机技术领域，具体涉及一种新型力测量电机。

背景技术

力测量电机的主要作用是模拟被测产品的负载情况，所要求的是结构简单、安装方便、动态响应快、内阻小、测量精度高等；按照现有电机结构，如需要对电机输出扭矩进行测量，需要增加专业的扭矩传感器，扭矩传感器两端分别需要用高性能的联轴器连接，整体成本较高。

将定子外壳直接固定在地面上时，电机转子输出扭矩时，会对定子产生一个反作用力，因为定子外壳固定在地面上，所以对定子产生的反作用力即为定子相对地面的作用力，根据定子对地面的反作用力，就可以计算出转子的输出扭矩，这种原理简单、方便、成本低，可以方便测量出转子输出的扭矩；但是现有技术中，并没有利用这种原理进行测量转子输出扭矩的装置。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供了一种新型力测量电机，利用电机输出作用力原理，对电机的定子进行浮动支撑，将扭矩测量转换为针对定子的反力的测量，从而得知转子的输出扭矩，即电机转子输出扭矩时，会对定子产生一个反作用力，因为定子外壳通过力传感器与地面连接，所以对定子产生的反作用力即为定子相对地面的作用力，这个力通过力传感器传递并测量；本实用新型利用外轴承对定子进行支撑，外轴承在使用时是静止状态，损耗较小，并且内阻稳定。

本实用新型提供了一种新型力测量电机，包括轴，轴上设有转子，所述转子的外侧设有定子，定子包括定子外壳，所述定子外壳包括分别设置在定子外壳两端的内端盖，所述内端盖与轴之间设有内轴承；所述内端盖的外侧设有外支撑座，外支撑座上设有外轴承，所述外支撑座与安装面固定连接；所述定子外壳的一侧设有力传感器。

所述轴的一端通过软管与风机连接；所述定子外壳上设有进风口，所述定子外壳上设有至少一个出风口。

所述定子外壳上设有两个出风口，所述出风口包括在进风口一侧设置的第一出风口和与第一出风口相对一侧设置的第二出风口。

所述定子外壳上在进风口与第一出风口之间还设有第一法兰，第一法兰上装有第一配重调整装置；所述定子外壳上在力传感器与第二进风口之间设有第二法兰，第二法兰上装有第二配重调整装置。

所述第一配重调整装置、第二配重调整装置均为配重铁块。

所述轴包括编码器轴，编码器轴上安装有编码器。

所述编码器上安装有防护罩。

所述定子外壳的顶部设有标定基准板，标定基准板上设有标定臂。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型提供了一种新型力测量电机，利用电机输出作用力原理，对电机定子进行浮动支撑，将扭矩测量转换为针对定子的反力的测量，从而得知转子的输出扭矩，即电机转子输出扭矩时，会对定子产生一个反作用力，因为定子外壳通过力传感器与地面连接，所以对定子产生的反作用力即为定子相对地面的作用力，这个力通过力传感器传递并测量；本实用新型利用轴承对定子进行支撑，轴承在使用时是静止状态，损耗较小，并且内阻稳定。

附图说明

图1是本实用新型的新型力测量电机的结构示意图；

图2是本实用新型的新型力测量电机主视图示意图；

图3是本实用新型的新型力测量电机后视图示意图；

图4是本实用新型的新型力测量电机左视图示意图；

图5是本实用新型的新型力测量电机俯视图示意图；

图6是本实用新型的新型力测量电机俯视图在A-A方向的部分剖视示意图；

图7是本实用新型的新型力测量电机标定臂的结构示意图；

图8是图1的B部分的局部放大结构示意图；

图9是图1的C部分的局部放大结构示意图；

附图标记：

1、轴 2、转子 3、定子 4、定子外壳 5、第一内端盖

6、第二内端盖 7、第一内轴承 8、第二内轴承 9、第一外支撑座

10、第二外支撑座 11、第一外轴承 12、第二外轴承 13、第一接触面

14、第二接触面 15、第三接触面 16、第四接触面 17、第五接触面

18、第六接触面 19、第七接触面 20、第八接触面 21、第一外接触面

22、第二外接触面 23、第三外接触面 24、第四外接触面

25、第五外接触面 26、第六外接触面 27、第一支撑腿 28、安装面

29、第七外接触面 30、第八外接触面 31、第九外接触面

32、第十外接触面 33、第十一外接触面 34、第十二外接触面

35、第二支撑腿 36、力传感器 37、标定基准板 38、螺纹孔

39、标定臂 40、螺钉 41、进风口 42、第一出风口

43、第二出风口 44、编码器轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1至图9所示，本实用新型提供了一种新型力测量电机，包括轴1，轴 1上设有转子2，所述转子2的外侧设有定子3，定子3包括定子外壳4，所述定子外壳4包括两端分别设置的内端盖，所述内端盖与轴1之间设有内轴承，内轴承用于将定子外壳4与轴1隔开，减少轴1与内端盖之间的摩擦，内端盖为了便于内轴承的安装与维修；所述内端盖的外侧设有外支撑座，外支撑座上设有外轴承，所述外支撑座与安装面28固定连接；所述定子外壳4的一侧设有力传感器 36；外支撑座用于支撑定子外壳4，避免定子外壳4与安装面28直接接触，外轴承的设置为了释放定子3相对转动的自由度，使定子3相对地面的作用力直接施加在力传感器36上，力传感器36直接对定子3的反作用力进行测量；外支撑座和外轴承的结合，对电机的定子3进行浮动支撑，将扭矩测量转换为针对定子 3的反力的测量，从而得知转子2的输出扭矩。

所述内端盖包括分别设置在定子外壳4两端的第一内端盖5、第二内端盖6，第一内端盖5与第二内端盖6对称设置；所述内轴承包括第一内轴承7、第二内轴承8；所述外支撑座包括第一外支撑座9、第二外支撑座10，第一外支撑座9 和第二外支撑座10对称设置；外轴承包括第一外轴承11和第二外轴承12。

所述第一内端盖5与轴1之间安装有第一内轴承7，第二内端盖6与轴1之间安装有第二内轴承8，第一内轴承7、第二内轴承8用于将定子外壳4与轴1 隔开，减少轴1与内端盖之间的摩擦；所述第一内端盖5包括第一接触面13、第二接触面14，第二接触面14与所述第一接触面13垂直，所述第一接触面13 与定子外壳4的左端面接触，第二接触面14接触与定子外壳4的左端面垂直的下端面；所述第一内端盖5还包括第三接触面15、第四接触面16，第四接触面 16与所述第三接触面15垂直，第四接触面16与第一接触面13平行，第三接触面15与第二接触面14平行，所述第三接触面15、第四接触面16与第一外支撑座9连接；所述第二内端盖6包括第五接触面17、第六接触面18，第六接触面 18与所述第五接触面17垂直，所述第五接触面17与定子外壳4的右端面接触，第六接触面18接触与定子外壳4的右端面垂直的下端面；所述第二内端盖6还包括第七接触面19、第八接触面20，第八接触面20与所述第七接触面19垂直，第八接触面20与第五接触面17平行，第七接触面19与第六接触面18平行，所述第七接触面19、第八接触面20与第二外支撑座10连接。

所述第一内端盖5的外侧设有第一外支撑座9，第一外支撑座9包括第一外接触面21、第二外接触面22、第三接触面23，第一外接触面21与第二外接触面22垂直，第二外接触面22与第三外接触面23垂直，第三外接触面23与第一外接触面21平行；所述第一外接触面21与定子外壳4的左端面接触，第二外接触面22与第三接触面15接触，第三外接触面23与第四接触面16接触；即当第一内端盖5与第一外支撑座9安装在定子外壳4的左端面上时，第一内端盖5 通过第三接触面15、第四接触面16分别与第一外支撑座9的第二外接触面22、第三外接触面23接触，将第一内端盖5嵌入到第一外支撑座9内，第一接触面 13与第一外接触面21处于同一个平面内，同时与定子外壳4的左侧端面接触；所述第一外支撑座9还包括第四外接触面24、第五外接触面25、第六外接触面 26，所述第四外接触面24与第五接触面25垂直，第五接触面25还与第六接触面26垂直，第六接触面26与第四接触面24平行；所述第四外接触面24、第五外接触面25、第六外接触面26组成一个槽体，槽体内安装有第一外轴承11(图 1至图5中未绘制第一外轴承11)，第一外轴承11的设置为了释放定子3相对转动的自由度；所述第一外支撑座9通过第一支撑腿27与安装面28固定连接，使电机与安装面28之间存在一定的间隙，不直接接触；所述第二内端盖6的外侧设有第二外支撑座10，第二外支撑座10包括第七外接触面29、第八外接触面 30、第九外接触面30，第七外接触面29与第八外接触面30垂直，第八外接触面30与第九外接触面31垂直，第九外接触面31与第七外接触面29平行；所述第七外接触面29与定子外壳4的右端面接触，第八外接触面30与第七接触面接触19，第九外接触面31与第八接触面20接触；即当第二内端盖6与第二外支撑座10安装在定子外壳4的右端面上时，第二内端盖6通过第七接触面19、第八接触面20分别与第二外支撑座6的第八外接触面30、第九外接触面31接触，将第二内端盖6嵌入到第二外支撑座10内，第五接触面17与第七外接触面29 处于同一个平面内，同时与定子外壳4的右侧端面接触；所述第二外支撑座29 还包括第十外接触面32、第十一外接触面33、第十二外接触面34，所述第十外接触面32与第十一外接触面33垂直，第十一外接触面33还与第十二外接触面 34垂直，第十二外接触面34与第十一外接触面33平行；所述第十外接触面32、第十一外接触面33、第十二外接触面34组成一个槽体，槽体内设有第二外轴承 12(图1至图5中未绘制第二外轴承12)，第二外轴承12的设置为了释放定子 3相对转动的自由度；所述第二外支撑座10通过第二支撑腿35与安装面28固定连接，使电机与安装面28之间存在一定的间隙，不直接接触；第一支撑腿27 与第二支撑腿35的高度相等，作为一种优选方案，第一支撑腿27与第二支撑腿35分别有两条，因此电机与安装面28之间的间隙是相等的，保证电机水平放置；在本实用新型中，第一内端盖5与第二内内端盖6的结构是相同的，第一外支撑座9和第二外支撑座10的结构是相同的，第一内轴承7、第二内轴承8的结构是一样的，第一外轴承11、第二外轴承12的结构是相同的，第一内轴承7、第二内轴承8、第一外轴承11、第二外轴承12四个轴承也可以选用型号、结构相同的轴承；第一内端盖5、第二内端盖6、第一外支撑座9、第二外支撑座10并不仅仅限于上述的机构，根据具体的定子3、转子2的结构进行设定，对支撑座的变形都属于本实用新型保护的范围，本实用新型主要保护的是对定子3进行浮动支撑，将扭矩测量转换为针对定子3的反力的测量，从而得知转子2的输出扭矩，利用外轴承对定子3进行支撑，外轴承在使用时是静止状态，损耗较小，并且内阻稳定；所述定子外壳4的一侧设有力传感器36，力传感器36通过固定装置安装面28固定，力传感器与上位机连接，上位机与显示屏连接，力传感器36 用于测量定子3的反力，上位机用于对信号进行分析处理，通过显示屏显示，根据显示的力的数据进行计算，计算出转子2的输出扭矩。

作为一种优选方案，所述定子外壳4的顶部设有标定基准板37，标定基准板37上设有螺纹孔38，螺纹孔38用于安装标定臂39(图1至图6中未绘制标定臂39)，标定臂39上设有与螺纹孔38配合的螺钉40，标定臂39为现有技术中的标定臂39；标定基准板37、标定臂39对力传感器36的垂直方向进行调整，标定臂39与力传感器36在同一水平面上，标定的数值更加准确。

作为一种优选方案，所述轴1的一端通过软管(图中未绘制出)与风机(图中未绘制出)连接，采用软连接，避免扭矩传递；所述定子外壳4上设有进风口 41，所述定子外壳4上设有至少一个出风口；作为一种优选方案，所述出风口包括两个出风口，在本实施中，所述定子外壳4上与力传感器相对36的一侧设有进风口41，进风口41的一侧第一出风口42，与所述第一出风口42相对的一侧设有第二出风口43；启动风机通过进风口41将风吹进电机内，风通过第一出风口42、第二出风口43流动出来，对电机内部进行冷却。第一出风口42和第二出风口43用于区别出风口在定子外壳4上的设置的位置，结构是一样的，位置是可以任意调换的。

所述轴1包括编码器轴44，即轴1与编码器轴4一体成型，编码器轴44 上安装有编码器(图中未绘制)，编码器与上位机连接，上位机与显示屏连接；编码器用于测量电机的转速，显示器用于显示电机的转速；所述编码器上安装有防护罩，避免灰尘、杂质等对编码器造成影响，增加编码器的使用寿命。编码器连接的上位机和力传感器连接的上位机可以为同一个上位机，也可以为两个相同的上位机，对信号进行处理。

作为一种优选方案，所述定子外壳4上在进风口41与第一出风口42之间还设有第一法兰(图中未绘制)，第一法兰上装有第一配重调整装置(图中未绘制)；所述定子外壳4上在力传感器36与第二进风口43之间设有第二法兰(图中未绘制)，第二法兰上装有第二配重调整装置(图中未绘制)；所述第一配重调整装置、第二配重调整装置均为配重铁块；在两侧增加配重调整装置，避免正反转受力不均匀。

作为一种优选方案，所述电机的电线(图中未绘制)出线在设置在电机的下方，减少线缆对扭矩测量的影响，从而是测量的结果更加准确。

在现有技术中，将定子外壳直接固定在安装面上，电机转子输出扭矩时，会对定子产生一个反作用力，因为定子外壳固定在地面上，所以对定子产生的反作用力即为定子相对地面的作用力，根据这个力就可以计算出转子的输出扭矩，这种原理简单、方便、成本低，可以方便测量出转子输出的扭矩；但是因为定子外壳固定在地面上，所以不易对定子的反作用力进行测量；本实用新型的工作原理：利用外支撑架和外轴承对定子进行浮动支撑，力传感器一端与定子外壳连接，另一端与安装面固定连接，电机转子输出扭矩时，会对定子产生一个反作用力，因为定子外壳通过力传感器与地面连接，所以对定子产生的反作用力即为定子相对地面的作用力，这个力通过力传感器传递并测量，即可计算出转子的扭矩。

本实用新型中的内轴承、外轴承是为了区分轴承的安装位置，不代表轴承的类型，内轴承与外轴承可以采用相同型号的轴承。

综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型提供了一种新型力测量电机，利用电机输出作用力原理，对电机定子进行浮动支撑，将扭矩测量转换为针对定子的反力的测量，从而得知转子的输出扭矩，本实用新型利用外轴承对定子进行支撑，外轴承在使用时是静止状态，损耗较小，并且内阻稳定。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (8)

1.一种新型力测量电机，包括轴(1)，所述轴上设有转子(2)，所述转子的外侧设有定子(3)，所述定子包括定子外壳(4)，所述定子外壳包括分别设置在定子外壳两端的内端盖，所述内端盖与轴之间设有内轴承，其特征在于，所述内端盖的外侧设有外支撑座，外支撑座上设有外轴承，所述外支撑座与安装面(28)固定连接；所述定子外壳的一侧设有力传感器(36)。

2.根据权利要求1所述的新型力测量电机，其特征在于，所述轴的一端通过软管与风机连接；所述定子外壳上设有进风口(41)，所述定子外壳上设有至少一个出风口。

3.根据权利要求2所述的新型力测量电机，其特征在于，所述定子外壳上设有两个出风口，所述出风口包括在进风口一侧设置的第一出风口(42)和与第一出风口相对一侧设置的第二出风口(43)。

4.根据权利要求3所述的新型力测量电机，其特征在于，所述定子外壳上在进风口与第一出风口之间还设有第一法兰，第一法兰上装有第一配重调整装置；所述定子外壳上在所述力传感器与第二进风口之间设有第二法兰，第二法兰上装有第二配重调整装置。

5.根据权利要求4所述的新型力测量电机，其特征在于，所述第一配重调整装置、第二配重调整装置均为配重铁块。

6.根据权利要求1所述的新型力测量电机，其特征在于，所述轴包括编码器轴(44)，所述编码器轴上安装有编码器。

7.根据权利要求6所述的新型力测量电机，其特征在于，所述编码器上安装有防护罩。

8.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的新型力测量电机，其特征在于，所述定子外壳的顶部设有标定基准板(37)，所述标定基准板上设有标定臂(39)。