[发明专利]一种模块化的无线扭矩传感器装置

权利要求书

1.一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述装置包括摩擦轮传动轴和电气模块，其中，所述电气模块设置于所述摩擦轮传动轴内；

所述摩擦轮传动轴包括传动芯轴、动力传入装置和动力传出装置，所述传动芯轴分别连接所述动力传入装置和所述动力传出装置，实现所述动力传入装置和所述动力传出装置与所述传动芯轴的同步旋转；所述动力传入将动力通过所述传动芯轴传入所述装置，所述动力传出装置通过所述传动芯轴将所述动力传出所述装置；

所述电气模块包括控制电路PCB板和应变片，所述传动芯轴连接所述应变片，所述动力传出装置将动力传出时受外部从动件阻力产生扭矩，使所述传动芯轴发生形变，通过所述应变片测量形变产生的应力；所述控制电路PCB板连接所述应变片，用于采集所述应力数据并将所述应力数据发送至远端上位机。

2.根据权利要求1所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：具有以下一种或多种特征：

-所述摩擦轮传动轴还包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分别设置于所述传动芯轴的两端，用于实现与机座的连接；所述机座为固定件，实现所述装置的支撑与连接；

-所述动力传入装置为齿轮；

-所述动力传出装置为传动装置，所述传动装置为摩擦轮或者齿轮，用于实现线传动；通过所述齿轮的啮合带动所述传动芯轴旋转，从而带动所述摩擦轮旋转；

-所述传动芯轴为薄壁圆筒状传动轴，所述薄壁传动轴上均匀分布多个所述应变片。

3.根据权利要求2所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述传动芯轴上沿中心对称设有多个孔，实现应变的扩大便于采集与测量；多个所述应变片与所述孔均匀间隔布置。

4.根据权利要求3所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述传动芯轴上沿中心对称设置四个所述孔，所述传动芯轴上连接四个所述应变片，四个所述应变片分别与所述传动芯轴轴线呈45°角或135°角，且四个所述应变片方向两两相对，以实现轴向应力的抵消，实现切向应力的测量；四个所述应变片组成惠斯通电桥，当所述传动芯轴产生不同大小的形变时，所述惠斯通电桥输出不同大小的电流值。

5.根据权利要求1所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述电气模块还包括连接板、电源，其中，所述电源和所述控制电路PCB板设置于所述连接板形成内芯，所述电源为所述控制电路PCB板的供电，所述内芯通过所述连接板连接于所述传动芯轴的一端面，使所述电源和所述控制电路PCB板置于所述传动芯轴内部。

6.根据权利要求5所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：具有如下一种或多种特征：

-所述控制电路PCB板包括供电电路、放大电路、模数转换电路和无线传输模块，其中：所述供电电路的输入端连接所述电源，输出端连接所述惠斯通电桥；所述放大电路的输入端连接所述惠斯通电桥输出端，输出端连接所述模数转换电路；所述模数转换电路的输入端连接所述放大电路，输出端连接所述无线传输模块；所述无线传输模块的输入端连接所述模数转换电路，输出端与所述上位机无线通讯；

-所述供电电路实现稳压功能；

-所述放大电路实现应变信号的放大功能；

-所述模数转换电路实现模拟量信号转换为数字量信号；

-所述无线传输模块实现所述应变信号的无线传输功能。

7.根据权利要求5所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述连接板包括充电接口、开关，其中：所述充电接口与所述电源相连，实现便捷充电过程；所述开关为一个单刀双掷开关，用以实现电路的供电状态、断电状态和充电状态。

8.根据权利要求1所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述电源为可充电式电源；所述连接板为圆柱形。

9.根据权利要求1-8项中任意一项所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述摩擦轮传动轴与所述电气模块可拆卸式设置。

10.根据权利要求1-8项中任意一项所述的一种模块化的无线扭矩传感器装置，其特征在于：所述齿轮和所述摩擦轮与所述传动芯轴过渡配合，通过固定件紧固。