[发明专利]力矩传感器

说明书

本发明提供了一种力矩传感器，涉及检测器件技术领域，包括弹性体和应变检测组件；弹性体包括外圈、内圈、应变梁和承载梁；内圈和外圈均为环状结构且同轴设置，外圈用于与基座连接，内圈用于与输入扭矩的驱动件连接；应变梁和承载梁分别连接内圈和外圈，应变检测组件设置在应变梁上，且应变梁的横截面积小于承载梁的横截面积。弹性体的外圈固定在基座上，内圈通过驱动件的加载使承载梁和应变梁产生应变，因应变梁的横截面积小于承载梁的横截面积，应变梁变形相对于承载梁的变形要大，因此，通过设置在应变梁上的应变检测组件实现力矩的检测时，能够避免变形误差造成的检测精度损失，提高力矩传感器的检测精度，满足高精度检测要求。

技术领域

本发明涉及检测器件技术领域，尤其是涉及一种力矩传感器。

背景技术

力矩传感器，又称扭矩传感器，其用于测量一维扭矩物理量。电阻应变式传感器是目前国内外使用最多的一种扭矩传感器。它采用在弹性梁表面贴应变片的传统方法，当扭矩等物理量作用于弹性梁时，会导致元件应力和应变的变化，进而引起电阻应变片电阻的变化，电阻的变化经电路处理后以电信号的方式输出，此种传感器广泛使用在扭矩的测量上。

但目前公知的力矩传感器的弹性梁因结构原因，导致该力矩传感器的检测精度较差，无法满足高精度检测的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力矩传感器，以缓解了现有力矩传感器因弹性梁的结构原因，导致该力矩传感器的检测精度较差，无法满足高精度检测的使用要求的技术问题。

本发明提供的力矩传感器，包括弹性体和应变检测组件；

所述弹性体包括外圈、内圈、应变梁和承载梁；所述内圈和所述外圈均为环状结构且同轴设置，所述外圈用于与基座连接，所述内圈用于与输入扭矩的驱动件连接；

所述应变梁和所述承载梁分别连接所述内圈和所述外圈，所述应变检测组件设置在所述应变梁上，且所述应变梁的横截面积小于所述承载梁的横截面积。

进一步的，所述应变梁的底部设有凹槽，所述应变梁的厚度小于所述承载梁的厚度；

和/或，所述应变梁为中空结构，所述承载梁为实心结构。

进一步的，所述应变检测组件包括敏感电阻，所述敏感电阻设置在所述应变梁的顶面。

进一步的，所述应变检测组件还包括电路板和连接柱；

所述电路板设置在所述弹性体的上方，所述电路板通过所述连接柱与所述弹性体连接，且所述电路板与所述弹性体之间具有间隙。

进一步的，所述敏感电阻通过溅射镀膜工艺设置在所述应变梁上。

进一步的，所述应变检测组件包括电阻应变计，所述电阻应变计粘贴在所述应变梁上。

进一步的，所述应变梁和所述承载梁的数量均为多个，且依次交错设置。

进一步的，相邻的所述应变梁和所述承载梁在靠近所述内圈的相接处采用弧形结构过渡连接，所述应变梁与所述内圈的相接处设置有卸荷槽。

进一步的，所述应变梁的数量为四个，且沿所述内圈的周向均布；

所述承载梁的数量为四个，沿所述内圈的周向均布，且每个所述应变梁处于两个相邻的所述承载梁之间。

进一步的，每个所述应变梁上设有两个应变栅格敏感电阻，栅格的延伸方向与所述应变梁的延伸方向之间的夹角为45°。

本发明提供的力矩传感器，包括弹性体和应变检测组件；所述弹性体包括外圈、内圈、应变梁和承载梁；所述内圈和所述外圈均为环状结构且同轴设置，所述外圈用于与基座连接，所述内圈用于与输入扭矩的驱动件连接；所述应变梁和所述承载梁分别连接所述内圈和所述外圈，所述应变检测组件设置在所述应变梁上，且所述应变梁的横截面积小于所述承载梁的横截面积。