[发明专利]传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及扭矩测试装置，具体地讲，涉及一种车辆传动装置旋转轴的无线扭矩测试装置。 

背景技术

车辆传动装置旋转轴系扭矩测试装置要安装在高速旋转的轴系，且传动装置安装空间狭小、油污、较大的离心力等因素，使信号传输和能量传输成为旋转轴系扭矩测试需要解决的两个关键技术，旋转轴系扭矩测试信号传输可分为接触式、非接触式两种。 

接触式以传统集流器来实现，有水银式、电刷式、滑环式等，集流器通过联轴器与旋转轴相连，将电源激励传输到旋转轴上粘贴的电阻应变计，将电阻应变计的变化量传输到外部数据调理采集系统。接触式集流器由于接触面表面氧化、磨损、高速旋转轴系振动等均可使接触电阻发生变化，降低系统可靠性，带来较大测试误差，且接触式集流器体积大不便于安装，这些限制了接触式集流器在传送装置扭矩测试的应用。 

非接触式有红外线传输、数字无线传输、储存测试等多种方式，虽能解决接触式集流器的接触面磨损问题，但也有诸多不足之处，如红外方式数据传输体积较大不适用于车辆狭小空间的要求，数字式无线传输方式随着电子技术的发展，无线数传芯片具有低功耗、高速率、低误码率、微小体积等特点，但不适用于车辆高温(125℃)的工作环境。存储测试是近年发展起来较先进的测试方法，但这种方法不能实时地反映被测信号，且测试装置的放入与取出给工作带来诸多的不便。 

扭矩测试的能量传输一般采用电磁感应或电池方式，也有采用天线发送接收的原理，将电波的交流电通过整流滤波后应用，但其传输功率较低，只有几毫瓦到上百毫瓦，实际应用较少。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种车辆传动装置旋转轴的无线扭矩测试装置，该装置适用于传动装置狭小空间、高温、高振动冲击环境的扭矩测试装置，能够长时间工作且能对扭矩状态进行实时监控和诊断，解决了车辆传动装置旋 转轴系扭矩测试能量和数据传输问题。 

本发明提供的一种传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，其改进之处在于包括：通过四芯电缆线与电阻应变计桥路相连的轴装模块、通过双角线与轴装模块相连的转子线圈和通过双角线与定子线圈相连的调理模块，通过轴装模块、调理模块、定子线圈、转子线圈得到与扭矩成线性关系的频率信号，经采集后存储。 

本发明提供的第一优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，所述轴装模块包括放大器、压频转换器、调制器和整流稳压器，所述放大器、压频转换器和调制器通过电缆串联后与整流稳压器并联，所述整流稳压器及调制器通过电缆还与转子线圈连接。 

本发明提供的第二优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，所述轴装模块采用胶粘的形式固定在传动装置旋转轴表面或轴盲孔内；所述调理模块固定在传动装置外壳体。 

本发明提供的第三优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，所述调理模块包括功率放大器、载波信号发生器、检波电路、低通滤波电路、信号放大器和方波信号发生器；所述功率放大器通过电缆与定子线圈和载波信号发生器连接，所述定子线圈位于功率放大器和检波电路之间；所述检波电路依次与低通滤波电路、信号放大器和方波信号发生器串联。 

本发明提供的第四优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，所述定子线圈通过螺栓孔固定在传动箱箱体连接件上，所述转子线圈通过螺栓孔固定在轴连接件上，随旋转轴系运动；所述定子线圈和转子线圈安装在一个水平面且间距小于1mm。 

本发明提供的第五优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，所述传动箱箱体连接件和轴连接件采用绝缘材料或金属，所述绝缘材料采用电木、聚乙烯。 

本发明提供的第六优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，所述定子线圈和转子线圈由PCB板敷铜制成，即采用普通印刷电路板制成。 

本发明提供的第七优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，定子线圈和转子线圈的形状均为圆形。 

本发明提供的第八优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，定子线圈缠绕在一个U型铁心上，设计为U型线圈。 

本发明提供的第九优选的传动装置旋转轴能量和信号同步无线传输的扭矩测试装置，所述电阻应变计桥路为惠斯通应变桥。 

通过轴装模块、调理模块、定子线圈、转子线圈四个部分得到与扭矩成线性关系的频率信号，经采集系统采集、笔记本电脑存储为数据文件。