[发明专利]一种非接触式转矩测量装置

说明书

本发明提供了一种非接触式转矩测量装置，同时具有联轴器功能，包含测量模块、第一转子、第二转子三部分，第一转子和第二转子均为永磁转子，第一转子和所述第二转子中的一个与主动端连接，另一个与从动端连接，测量模块测量所述第一转子和第二转子的位置信息，并通过测量结果计算出所述第一转子和第二转子之间传递的转矩。

技术领域

本发明涉及一种非接触式转矩测量装置，特别涉及一种具有快速联轴功能的非接触式转矩测量装置。

背景技术

目前，绝大部分的转矩测量装置都是通过测量应变片的应变来进行转矩的测量，因此测量设备都是安装在主动端和从动端之间的，在很多空间狭小的场合难以安装；另一方面需要很好的机械对中，否则在高速旋转时容易造成被测设备或者测量设备的损坏，机械对中繁琐且耗时。同时转矩测量使用的应变片受到外力或恶劣环境下容易损坏，修复困难。尤其在高速测试中，联轴器的动平衡特性和机械对中的好坏对系统的振动、噪音影响很大，同时对转矩测量结果也有很大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种非接触式转矩测量装置，具备快速柔性联轴功能，同时机械对中要求不高，通过机械位置的测量来计算传递转矩，具有简单可靠，体积小，安装方便等优点，适合高速较小空间的转矩测量和联轴。

根据本发明的一方面，提供了一种非接触式转矩测量装置，包含测量模块、第一转子、第二转子，所述第一转子和第二转子均为永磁转子，且具有相同的极对数，所述第一转子和所述第二转子中的一个与主动端连接，另一个与从动端连接，测量模块测量所述第一转子和第二转子的位置或者第一转子和第二转子的位置差，并通过测量结果计算出所述第一转子和第二转子之间传递的转矩。

根据本发明的一方面，所述第一转子和所述第二转子为圆柱筒形结构，第一转子的内径大于第二转子的外径，第一转子由第一转子铁心和第一永磁体组成，第一永磁体按照N、S极交替的顺序沿圆周方向排列在圆柱筒形结构的第一转子铁心内壁；第二转子由第二转子铁心和第二永磁体组成，第二永磁体按照N、S极交替的顺序沿圆周方向排列在圆柱筒形结构的第二转子铁心外壁，第一转子和第二转子内外嵌套且同轴心安装，第一转子的第一永磁体与第二转子的第二永磁体相对。

根据本发明的一方面，所述的非接触式转矩测量装置也可以是：所述第一转子和第二转子均为盘式结构，第一转子由第一转子铁心和第一永磁体组成，第一永磁体按照N、S极交替的顺序排列在圆盘形结构的第一转子铁心一侧盘面上；第二转子由第二转子铁心和第二永磁体组成，第二永磁体按照N、S极交替的顺序排列在圆盘形结构的第二转子铁心一侧盘面上，所述第一转子和第二转子并列同轴排布，第一转子的第一永磁体与第二转子的第二永磁体相对。

根据本发明的一方面，一种非接触式转矩测量装置，其特征是：正常工作时第一转子的第一永磁体与第二转子的第二永磁体相对，第一转子和第二转子之间构成一个永磁型的电磁联轴器，主动端和从动端分别连接第一转子和第二转子，可以将主动端转矩传递到从动端，反之亦可。

根据电机的电磁理论可知，第一转子传递到第二转子的转矩大小与第一转子和第二转子的位置差有关，知道第一转子和第二转子的位置差就可以获取传递的转矩。测量模块由位置测量单元、转矩计算单元、通讯单元构成，测量单元测量第一转子和第二转子的位置或者第一转子和第二转子的位置差，转矩计算单元通过第一转子和第二转子的位置差计算出第一转子和第二转子之间传递的转矩大小，通讯单元将转矩测量结果传递到客户终端。可以在所述非接触式转矩测量装置设计时，通过仿真的手段获得第一转子和第二转子传递转矩大小和位置差的关系，也可以在非接触式转矩测量装置加工制造完成后通过实验获得传递转矩大小和位置差的关系，并将此关系存贮在转矩计算单元，在正常使用过程中，转矩计算单元可以通过此关系查表获得传递的转矩。