[发明专利]一种新型绕线结构的非接触式扭矩测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种新型绕线结构的非接触式扭矩测量系统，包括有由铁磁材料构成的弹性轴(1)，其特征在于，所述弹性轴(1)上按照设定的间距对称的设置有第一组平面线圈(2)和第二组平面线圈(3)，所述第一组平面线圈(2)和第二组平面线圈(3)与所述弹性轴(1)之间设置有一层绝缘胶带，所述第一组平面线圈(2)的两个端头连接第一电感检测模块(4)，所述第二组平面线圈(3)的两个端头连接第二电感检测模块(5)，所述第一电感检测模块(4)和第二电感检测模块(5)的电感量输出端分别连接上位机(6)，上位机(6)接收到第一电感检测模块(4)和第二电感检测模块(5)的电感量，并通过减法模块对两个电感量进行相减得到电感差值，通过电感差值获取扭矩值。

2.根据权利要求1所述的一种新型绕线结构的非接触式扭矩测量系统，其特征在于，所述的第一组平面线圈(2)和第二组平面线圈(3)结构相同，均是由10个以上的单体线圈首尾一体连接构成，第一个单体线圈的首端构成第一组平面线圈(2)或第二组平面线圈(3)的一个端头，最后一个单体线圈的尾端构成第一组平面线圈(2)或第二组平面线圈(3)的另一个端头，每个所述的单体线圈都是由具有两个长边(a)和两个短边(b)的拆线构成，其中，两个长边(a)相互平行且与弹性轴(1)的轴线成+45°或－45°，两个短边(b)相互平行且与弹性轴(1)的轴线相垂直。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型绕线结构的非接触式扭矩测量系统，其特征在于，所述的第一组平面线圈(2)和第二组平面线圈(3)形成差动。

4.根据权利要求1所述的一种新型绕线结构的非接触式扭矩测量系统，其特征在于，所述的第一电感检测模块(4)和第二电感检测模块(5)结构相同，均包括有输入端连接第一组平面线圈(2)或第二组平面线圈(3)的一个端头，用于检测第一组平面线圈(2)或第二组平面线圈(3)的电感变化量的电感芯片(8)，分别与所述电感芯片(8)的控制输入端及输出端相连，用于控制电感芯片(8)采集第一电感检测模块(4)和第二电感检测模块(5)的电信号并转换为电感量后接收所述的电感量的微处理器(11)，所述微处理器(11)通过串口芯片(12)将所述的电感量(L)输出给所述的上位机(6)，还设置有数字电源(10)，所述数字电源(10)分别向微处理器(11)和串口芯片(12)提供电源，所述数字电源(10)通过模拟电源(7)向电感芯片(8)提供电源。

5.一种权利要求1所述的新型绕线结构的非接触式扭矩测量系统的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过扭矩加载装置对弹性轴(1)的两端施加一设定的扭矩(T)；

2)通过第一电感检测模块(4)和第二电感检测模块(5)分别采集所对应连接的第一组平面线圈(2)和第二组平面线圈(3)输出的电信号；

3)第一电感检测模块(4)和第二电感检测模块(5)分别将接收的电信号转换为电感量(L)，并输出给上位机(6)；

4)上位机(6)将接收到的两个电感量相减得到电感量差值；

5)重复步骤1)至步骤4)，直到达到设定的次数，得到与多次所施加的扭矩相对应的电感量差值；

6)建立扭矩与对应电感量差值的关系，从而能够根据所述的扭矩与对应电感量差值的关系，通过电感量差值得到相应的扭矩大小。