[发明专利]基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置

权利要求书

1.一种基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置，包括光纤光栅测量模块和应变片测量模块，其特征在于：所述光纤光栅测量模块和应变片测量模块各自独立，分别用于测量两轴间的扭矩大小；在测量前分别对光纤光栅测量模块和应变片测量模块进行标定处理，经过标定处理后将所述测量装置装配于需要测量的两轴间，在测量过程中得到光纤光栅和应变片两组独立的信号，经过信号处理分析，得到需要测量的两轴间所传递的扭矩大小；

所述测量装置包括第一转轴（1）、弹簧钢块（5）、第一弹簧钢片（7）、第二弹簧钢片（9）、第二转轴（8）；所述第一转轴（1）与第一弹簧钢片（7）均位于测量装置的左侧，二者垂直正交固定连接；所述第二转轴（8）与第二弹簧钢片（9）均位于测量装置的右侧，二者垂直正交固定连接；所述第一转轴（1）外接动力输出轴，所述第二转轴（8）外接动力输入轴；所述弹簧钢块（5）包括两块，上下对称布置，弹簧钢块（5）上设有若干组对应的光孔（6）；所述第一弹簧钢片（7）和第二弹簧钢片（9）分别通过一组对应的光孔（6）与弹簧钢块（5）固定连接；所述光纤光栅测量模块和应变片测量模块均位于第一弹簧钢片（7）和第二弹簧钢片（9）的相应位置处；

所述弹簧钢块（5）和第一弹簧钢片（7）、第二弹簧钢片（9）由弹簧钢块（5）上的光孔（6）通过螺栓连接，每块弹簧钢块（5）上均匀分布有7个光孔（6）；

通过不同的光孔（6）与第一弹簧钢片（7）、第二弹簧钢片（9）配合调节第一弹簧钢片（7）和第二弹簧钢片（9）之间的距离，或者在弹簧钢块（5）的空余光孔（6）上添加不等数量的第一弹簧钢片（7）或第二弹簧钢片（9），使测量装置总体有不同的刚度。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置，其特征在于：所述第一弹簧钢片（7）和第二弹簧钢片（9）位于第一转轴（1）和第二转轴（8）上下对称的位置设置有4个粘贴处，4个粘贴处对称布置，分别用于粘贴相应的光纤光栅和应变片；所述光纤光栅测量模块包括4个光纤光栅（4），4个光纤光栅（4）贴于4个粘贴处的同一侧；所述应变片测量模块包括4个应变片（10），4个应变片（10）贴于4个粘贴处的另一侧。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置，其特征在于：所述4个光纤光栅（4）通过旋转连接器连接至调解仪，构成光纤光栅测量模块，4个光纤光栅（4）独立地输出中心波长数据。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置，其特征在于：测量开始前，对光纤光栅（4）中心波长的受力情况进行标定，确定光纤光栅（4）的受力曲线；开始工作时，实时读取的中心波长数据与标定的中心波长数据进行比对即可得出传递扭矩的大小。

5.根据权利要求2所述的一种基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置，其特征在于：所述4个应变片（10）通过电路连接成应变片桥，构成应变片测量模块。

6.根据权利要求5所述的一种基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置，其特征在于：所述第一转轴（1）上设有导电滑环（2），所述应变片桥连接到导电滑环（2），导电滑环（2）通过导线（3）连接至数据采集和解析模块。

7.根据权利要求5所述的一种基于光纤光栅和应变片技术的两轴间扭矩传递测量装置，其特征在于：将应变片（10）的信号采集模块集中在第一转轴（1）上，经过无线传输装置将采集的信号传输给解析模块。