[实用新型]用直流类电机的电动执行器的力矩测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种力矩测量装置，具体地说是一种用来测量使用直流类电机的执行器运转时的输出力矩的电动执行机构的力矩测量装置。

背景技术

目前在电动执行机构的力矩测量中大都是采用机械传感器形变的方法来测量输出力矩，将机械传感器形变的量测量出并转化成输出力矩的数据。采用机械形变来测试输出力矩的方法对机械的加工、制造、组装的要求较高，并且形变传感器在使用次数多的情况下会出现磨损、老化，造成测量的数据偏移而不准确。

发明内容

为了克服现有技术中机械传感器方式测量存在的问题，本实用新型的目的是提供一种使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，该测量装置安装简单、测量方便且测量结果准确。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于：该测量装置包括电流取样器、信号调理单元、AD采样单元和力矩计算校准单元，与直流类电机驱动器连接的电流取样器将得到的电流信号传送给信号调理单元；AD采样单元采集信号调理单元调理后的电流信号并将得到的数字信号由力矩计算校准单元转换成实际输出轴的力矩值。

本实用新型中，力矩计算校准单元中，执行器电流为M处所对应的X处的力矩计算公式为：X=(a-b)*(M-L)/(H-L)+b；式中，执行器的额定力矩为a，在额定力矩的b处和额定力矩处，两处进行力矩标定，标定的模数值为L和H， AD采样单元测出的执行器电流为M。

本实用新型采用纯电子线路和处理器计算来得出输出转动力矩，与传统的测量方法相比，本实用新型安装和调试简单、测量方便且测量结果准确，保护全面。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是采用本实用新型得出的实验数据图。

图3是本实用新型力矩计算部分的推导图。

具体实施方式

一种本实用新型所述的使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，见图1，该测量装置包括电流取样器1、信号调理单元2、AD采样单元3和力矩计算校准单元4。电流取样器1与直流类电机驱动器5连接，且电流取样器1依次与信号调理单元2、AD采样单元3和力矩计算校准单元4连接。图1中6为直流类电机。信号调理单元2用于调理电流取样器1的信号，AD采样单元3用于采集信号调理单元2的信号；AD采样单元3得到的数字信号由力矩计算校准单元4转换成实际输出轴的力矩值。

本实用新型的工作原理是：由电流取样器1得到电流信号，由信号调理单元2将信号调理，由AD采样单元3将信号转化为数字量，再由力矩计算校准单元4计算转换成实际输出轴的力矩值，力矩计算校准单元4的力矩推导如示意图3，计算方法如下：

执行器的额定力矩为a，在额定力矩的b处和额定力矩处，两处进行力矩标定，将标定的模数值L和H记录到力矩计算校准单元4中，在实际的力矩测量过程中，AD采样单元3测出执行器电流为M，根据示意图3的模型，推导出M所对应的X处的力矩计算公式为：X=(a-b)*(M-L)/(H-L)+b。单元4通过此公式函数实现力矩的计算。

通过实际的试验效果，得出的实验数据见图2。数据中表明，对输出轴力矩的测量可以达到5%以内的精度。