[实用新型]带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴。

背景技术

传动轴是包括车辆传动系统在内的许多传动系统的关键部件之一，掌握其传递的载荷大小对于监测车辆等传动系统的运行状态至关重要；另一方面，对传动轴扭矩的长期或全寿命监测可为车辆等传动系统新型号研制提供有力的技术手段，对车辆等关键部件的研发起到重要的推动作用。传统的做法是在车辆研制生产出来之后，在传动轴适当位置(如外露部分)安装扭矩测试系统，实现扭矩的在线测试。然而，因车辆动力传动系统结构紧凑，旋转轴上难以安装甚至不允许安装外部传感器，且车辆的工作环境复杂多变，使得外部扭矩传感器的安装及数据传输困难。

旋转轴扭矩测试的数据传输主要可分为两种方式，接触式与非接触式。接触式以传统集流器来实现，有水银式、电刷式、滑环式等。接触式集流器由于接触面表面氧化、磨损、高速传动轴振动等均可使接触电阻发生变化，降低系统可靠性，带来测试误差，且集流器体积大不便于安装在传动系统内部。

非接触数据传输包括红外数据传输、激光数据传输、存储测试等。然而这些测试方法有诸多不足之处，如红外和激光数据传输体积大不适合用于车辆狭小空间要求。存储测试是近年发展起来的扭矩测试方法，但这种方法不能用于实时监测旋转轴扭矩，且测试装置的安装与拆卸非常麻烦，不能满足需要。

向处于旋转轴扭矩测试系统提供能量的方法主要有两种：滑环供电，电池供电。滑环供电采用电刷与集电环滑动接触的方式，在使用上存在诸如滑动磨损，接触火花，碳积和不安全裸露导体等局限；而电池供电存在电能有限以及对供电环境要求高等一系列缺点和不足，使得这两种供电方式均不能满足扭矩测试的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可在高温、高振动冲击环境中实现狭小空间实时在线监测扭矩，工作性能稳定可靠，测量精度高的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴。

本实用新型的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴，包括轴杆，所述轴杆侧壁的中部设有用于安装电器元件的安装槽，安装槽内设有惠斯通电桥，惠斯通电桥的两个半桥应变片分别轴线对称地贴附在所述安装槽内，每个半桥应变片分别包括二个电阻应变片，惠斯通电桥的电信号输出端与信号放大器的电信号输入端电连接，信号放大器的电信号输出端与模数转换器的电信号输入端电连接，模数转换器的电信号输出端与无线电发送模块的电信号输入端电连接，无线电发送模块向无线电接收模块发送信号，无线电接收模块与可处理、显示并存储传动轴传递的扭矩值的计算机连接；

所述轴杆的侧壁上套装有转盘，转盘的盘面上设有受电电磁线圈，受电电磁线圈环绕所述轴杆设置，受电电磁线圈通过整流滤波稳压模块与所述惠斯通电桥、所述信号放大器、所述模数转换器和所述无线电发送模块电连接，受电电磁线圈的附近设有高频交变电磁线圈，高频交变电磁线圈与受电电磁线圈同轴心并列设置，高频交变电磁线圈的端面与受电电磁线圈的端面之间的距离小于15mm，高频交变电磁线圈安装在定位板上，高频交变电磁线圈通过逆变电路与直流电源电连接。

本实用新型的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴，其中所述轴杆上沿轴线方向设有穿线孔，所述安装槽内的底部沿径向设有出线孔，所述轴杆上位于所述转盘附近的侧壁处沿径向设有进线孔，进线孔的里端和所述出线孔的里端分别与所述穿线孔相通，所述信号放大器和所述整流滤波稳压模块与惠斯通电桥相连的导线依次穿过进线孔、穿线孔和出线孔。

本实用新型的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴，其中所述整流滤波稳压模块、所述信号放大器、所述模数转换器、所述无线电发送模块安装在所述转盘上，所述无线电接收模块安装在所述定位板上。

本实用新型的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴，其中所述安装槽内填充有硅橡胶。

本实用新型的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴，其中所述逆变电路安装在所述定位板上，所述安装槽的深度为2-3mm，安装槽沿所述轴杆轴线方向的长度为25-35mm，所述高频交变电磁线圈的端面与所述受电电磁线圈的端面之间的距离为3-10mm。

本实用新型的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴，其中所述安装槽的侧壁与安装槽的底部相交处设有用于减小应力集中的过渡圆弧面。

本实用新型的带有可实时在线监测扭矩装置的传动轴，其中所述转盘为圆环形，转盘采用绝缘材料制成，所述受电电磁线圈采用粘接固定在转盘朝左的盘面上，所述定位板为圆环形，定位板采用绝缘材料制成，所述高频交变电磁线圈采用粘接固定在定位板朝右的盘面上。