[发明专利]一种基于摩擦纳米发电原理的涡轮钻具扭矩测量传感器

摘要

本发明提供一种基于摩擦纳米发电原理的涡轮钻具扭矩测量传感器，包括外筒、软承接轴、输入轴、输出轴和电路板，软承接轴设置于外筒内，输入轴上端密封连接外筒上端，下端连接软承接轴，输出轴上端连接软承接轴，下端密封连接外筒下端，软承接轴外壁设有环形的摩擦块，摩擦块环绕软承接轴设置，外筒内壁设有环形的摩擦层，摩擦层围绕摩擦块设置且二者表面均为不规则弧面，电路板分别连接摩擦块和摩擦层，软承接轴扭转形变使摩擦块与摩擦层接触并摩擦生电，电路板用于测量电压并根据电压计算接触面积，由接触面积计算出软承接轴形变程度，从而计算扭矩。本发明的有益效果：测量摩擦生电产生的电信号测量扭矩，避免应变片测量的温漂问题。

主权项

1.一种基于摩擦纳米发电原理的涡轮钻具扭矩测量传感器，其特征在于：包括外筒、软承接轴、输入轴、输出轴和电路板，所述软承接轴设置于所述外筒内，所述输入轴上端密封连接所述外筒上端，下端连接所述软承接轴，所述输出轴上端连接所述软承接轴，下端密封连接所述外筒下端，所述软承接轴外壁设有环形的摩擦块，所述摩擦块环绕所述软承接轴设置，所述外筒内壁设有环形的摩擦层，所述摩擦层围绕所述摩擦块设置，所述摩擦块表面和所述摩擦层表面均为不规则弧面，所述电路板分别连接所述摩擦块和所述摩擦层，所述输入轴用于连接涡轮钻具的涡轮节，所述输出轴用于连接所述涡轮钻具的支撑节，所述涡轮节驱动所述输入轴、所述软承接轴和所述输出轴转动，所述软承接轴扭转形变，使所述摩擦块与所述摩擦层接触并摩擦生电，所述电路板用于测量所述摩擦块与所述摩擦层之间的电压，并根据该电压计算出所述摩擦块与所述摩擦层接触面积，由接触面积计算出所述软承接轴形变程度，从而计算出涡轮钻具的扭矩。