[实用新型]一种扭矩传感器

说明书

本实用新型公开一种扭矩传感器，包括：弹性轴的中部轴径上装有电阻应变片组，中部轴径的两侧轴径上分别成对安装有角接触球轴承或圆锥滚子轴承组，两侧轴径的直径尺寸大于中部轴径的直径尺寸；弹性轴转动配合的连接于壳体内；通过在弹性轴的两侧轴径上成对安装角接触球轴承或圆锥滚子轴承组，将传感器输入输出端的重力或附加力矩全部传递到支撑座上，从而使传感器能够应用于小扭矩测量而附加重力较大的测量工况，有效提高传感器测量精度，同时弹性轴两侧轴径尺寸大于中部轴径尺寸，满足外部附加重力或力矩的强度刚度要求，替代普通传感器必须的轴承座、弹性联轴器结构，简化传动系统结构，提高传感器承受横向负载和轴向负载的能力。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，更具体地，涉及一种扭矩传感器。

背景技术

旋转扭矩传感器是一种测量传动过程各种扭矩的精密测量仪器，应用范围十分广泛，可用于电动机、发动机等旋转动力设备输出扭矩或测功机、制动力矩等加载扭矩的检测。扭矩的测量通常采用应变测量技术，在弹性轴上贴上电阻应变片组成应变桥，弹性轴受扭矩作用时，轴表面相应产生变形，由测得的应变片电阻变化进行放大并经过转换即可获得与扭转应变成正比的扭矩信号，从而实现传动扭矩的测量。

现有的动态扭矩传感器根据结构不同可以分为法兰盘式和轴式扭矩传感器，法兰盘式扭矩传感器只能承受单纯的扭矩，垂直于轴线方向的重力或附加力矩会影响扭矩测量的精度，因此在结构布置上传感器两端需要配置弹性联轴器和用于承受附加力矩的轴承支座部件。轴式扭矩传感器的两端各有一个深沟球轴承作为传感器轴的支撑，当传感器承受垂直于轴线的附加力矩时，力矩会通过轴承支点传递到弹性变形部分，将会影响到扭矩测量的精度，因此小量程的扭矩传感器同样不能承受较大的附加重力或力矩。

现有通用扭矩传感器中，盘式扭矩传感器因为不能承受垂直轴线方向的重力或附加力矩，需要附加轴承支座部件和弹性联轴器，这样导致结构布置复杂，轴向尺寸显著增加，传感器与轴承支座部件间的安装对中精度要求高，安装过程复杂。轴式扭矩传感器两端虽设置有一对深沟球轴承，但是不能有效隔离附加力矩向弹性变形结构部分的传递，因此所能承受垂直于轴线方向的力矩同样较小，在被测对象重量较大或存在较大附加力矩时，也需要设置弹性联轴器和两端的轴承支座，从而带来结构尺寸增加、安装要求高等诸多问题。轴式传感器结构采用深沟球轴承支承，因为深沟球轴承的结构特性，使传感器的轴向负荷承载能力较小，且径向游隙和轴向游隙不能消除。

因此，有必要提供一种结构紧凑、能够承受较大轴向和径向力矩载荷的扭矩传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种扭矩传感器，能够承受较大轴向和径向力矩载荷，使弹性轴的扭矩应变部分仅承受单纯的扭矩载荷，有效提高传感器测量精度。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种扭矩传感器，包括：

弹性轴，所述弹性轴的中部轴径上装有电阻应变片组，所述中部轴径的两侧轴径上分别成对安装有滚动轴承组，所述两侧轴径的直径尺寸大于所述中部轴径的直径尺寸；

壳体，所述弹性轴通过所述滚动轴承组可转动的连接于所述壳体内，所述壳体的底部设有支撑座。

优选地，所述滚动轴承组包括角接触球轴承或圆锥滚子轴承。

优选地，所述电阻应变片组形成电桥，所述电阻应变片组一侧的所述中部轴径上设有信号放大器，所述电桥与所述信号放大器电连接，所述电桥用于测量所述弹性轴的变形数据信号，所述信号放大器用于对所述变形数据信号进行转换和放大。

优选地，还包括读数头，所述读数头通过读数头支架设置于所述信号放大器的上部，并与所述信号放大器无线通信连接，所述读数头用于接收到的所述变形数据信号，并输出扭矩参数信号。

优选地，所述壳体的两侧设有用于轴向定位所述滚动轴承组的锁紧螺母。

优选地，所述成对安装的滚动轴承组之间设有轴承隔离套。