[实用新型]一种基于激光干涉测量法的静态扭矩测量装置

说明书

本实用新型公开了一种基于激光干涉测量法的静态扭矩测量装置，包括外桶、输入花键轴，所述外桶的前后两端分别固定连接顶盖和法兰盘，所述外桶上侧固定有图像处理模块，所述外桶内设有支架组，所述支架组上设有探测器、半导体激光器、分光镜、反射镜a，所述外桶内紧邻顶盖固定有轴承座，所述轴承座上安装有轴承，所述输入花键轴穿过轴承贯穿于外桶，所述输入花键轴上固定有卡环，外桶内设有位移测量臂通过卡环与被测轴固定连接，随被测轴一同旋转，所述位移测量臂端部安装有反射镜b，具有很高的分辨率和精度，可以随时进行零位标定，并可进行正反向在线测试，特别适合轴径大、刚度强、扭转角特别小的情况使用。

技术领域

本实用新型属于测量装置技术领域，具体涉及一种基于激光干涉测量法的静态扭矩测量装置。

背景技术

扭矩测量装置在机械和自动化领域有着广泛的应用，特别是在机器人减速器输入输出转矩测量领域，扭矩测量装置作为转矩测量的关键部件，其所测量得到的扭矩值也是机器人减速器性能的重要物理量，因此对扭矩测量至关重要。现有的扭矩测量装置及方法，主要有应变式、转角式和磁弹式三类。这三种方法都有其缺陷，第一种方法其精度、寿命和工作可靠性会受到湿度、温度、振动等因素的影响；第二种方法中由于一般转轴的刚度都很大，实际产生的扭转变形角非常小，对转轴微小变形角的测量准确度会极大的限制扭矩测量的精度；第三种方法容易受到现场电磁干扰的影响，可靠性差，抗干扰能力差，测量精度有限。

实用新型内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种基于激光干涉测量法的静态扭矩测量装置，具有很高的分辨率和精度，可以随时进行零位标定，并可进行正反向在线测试，特别适合轴径大、刚度强、扭转角特别小的情况使用。

本实用新型提供的一种基于激光干涉测量法的静态扭矩测量装置，包括外桶、输入花键轴，所述外桶的前后两端分别固定连接顶盖和法兰盘，所述外桶上侧固定有图像处理模块，所述外桶内设有支架组，所述支架组上设有探测器、半导体激光器、分光镜、反射镜a，所述外桶内紧邻顶盖固定有轴承座，所述轴承座上安装有轴承，所述输入花键轴穿过轴承贯穿于外桶，所述输入花键轴上固定有卡环，外桶内设有位移测量臂通过卡环与被测轴固定连接，随被测轴一同旋转，所述位移测量臂端部安装有反射镜b。

所述顶盖通过止口定位并通过螺钉固定在外桶上，外桶通过止口定位并通过螺钉固定在法兰盘上。

所述止口，即为俗称的阴阳坎，是用于定心、连接的结构。

所述输入花键轴左端设有渐开线花键，用于对外连接，从而加载待测扭矩。

所述探测器和半导体激光器通过数据线与图像处理模块连接。

所述反射镜b在重力作用下自由下垂面向半导体激光器。

所述探测器、半导体激光器、反射镜a、反射镜b分布于分光镜四周等距离安装。

所述输入花键轴右端固定在法兰盘中心。

所述输入花键轴用于加载待测扭矩，所述法兰盘用于固定测量装置，静态扭矩测量装置用于扭矩测量，通过卡环、位移测量臂及反射镜、探测器、半导体激光器、分光镜等机构，巧妙地将对输入花键轴扭矩的测量转换为对轴上两点相对位移的测量。激光干涉法，通过对干涉条纹亮暗变化的测量，计算后得到卡环所在位置和法兰盘之间的相对位移，在两点间轴向距离已知的情况下，最后根据相对位移和输入花键轴所加载扭矩之间的关系，计算得到所加载的扭矩。这种方法具有很高的位移测量分辨率和精度，可以随时进行零位标定，并可进行正反向在线测试，特别适合轴径大、刚度强、扭转角特别小的情况使用；同时通过轴承和轴承座，最大限度限制径向力带来的位移对测试结果的影响，提高测试精度。