[发明专利]动态扭矩传感器

说明书

本发明提供了一种动态扭矩传感器，属于扭矩传感器技术领域，包括壳体、传动轴、线路板固定环、轴承、导电内铜套、导电外铜套、O型密封圈、供电触点和信号输出触点，通过传动轴的旋转可以测量被测物体的扭矩，通过多组轴承可以起到稳定旋转支撑传动轴，提高扭矩测量灵敏度，通过在传动轴的中部设置应变区，线路板采集到应变区的应变，可得知传动轴实际产生的扭力，O型密封圈分别用于悬浮支撑轴承、壳体和传动轴，并达到自由状态、降低摩擦力、提高绝缘性和提高灵敏度；扭矩测量输出到壳体外部，与传统扭矩传感器相比，灵敏度高，信号好，运行稳定可靠，延时短，通过物理固定性能好，连接稳定，结构简单，生产成本大大降低。

技术领域

本发明属于扭矩传感器技术领域，更具体地说，是涉及一种动态扭矩传感器。

背景技术

扭矩传感器是一种测量各种扭矩、转速及机械功率的精密测量仪器，应用范围十分广泛，主要用于电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率的检测，还用于风机、水泵、齿轮箱、扭力扳手的扭矩及功率的检测，还用于铁路机车、汽车、拖拉机、飞机、船舶、矿山机械中的扭矩及功率的检测，还用于污水处理系统中的扭矩及功率的检测，还用于制造粘度计，还可用于过程工业和流程工业中。

目前国内外同类技术的动态扭矩传感器主要有：耦合式传感器、碳刷式传感器、轴承导电式传感器，德国主要采用碳刷式传感器、日本主要采用轴承导电式传感器；国内普遍采用耦合式传感器，其存在缺陷有：运行不稳定不可靠，测量精度低、反应速度慢，延时长，成本高。

另外，现有技术中的动态扭矩传感器只是采用单轴承来支撑传动轴，运行不稳定，扭矩信号的输出与实际的扭矩值之间存在较大误差，测量不准确，而且供电、输出信号都是焊接在轴承内环和外环上，在轴承内外环分别与传动轴、壳体之间普遍采用绝缘材料隔离，在传动轴上的应变区都是偏于一侧，影响测量精度，而且在传动轴上设有螺丝孔、方型槽等以便安装卡接等使用，相应的提高了加工成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态扭矩传感器，旨在解决现有技术中的扭矩传感器运行不稳定，可靠性低，延时长的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种动态扭矩传感器，包括壳体、传动轴、线路板固定环、轴承、导电内铜套、导电外铜套、O型密封圈、供电触点和信号输出触点；

壳体为中空且两端设有端孔，所述壳体上端设有开口；传动轴穿套在所述壳体内且从一端的端孔穿入、从另一端端孔穿出，所述传动轴可在所述壳体内旋转，所述传动轴的中部设有应变区，端部用于与被测扭矩介质连接；线路板固定环同轴套装在所述传动轴中部且与所述传动轴不接触，所述线路板固定环上设有通孔，所述线路板固定环用于固定安装线路板，所述线路板用于采集所述传动轴上应变区的扭矩信号；轴承至少为两组，均同轴并列设于所述壳体内部，套装在所述传动轴上且位于所述线路板固定环两侧，多组所述轴承与所述端孔、传动轴同轴设置，多组所述轴承之间相接处设有隔离磁套和导电油脂，所述隔离磁套用于使多组所述轴承之间形成空隙，所述导电油脂用于在多个所述轴承之间传递电信号；导电内铜套同轴套装在所述传动轴上且位于多组所述轴承的内部，与所述轴承同轴设置，用于支撑多组所述轴承旋转，所述导电内铜套上可传递电信号，所述导电内铜套上设有用于与线路板固定环上通孔对齐的安装孔，通过连接件依次穿过所述通孔和所述安装孔实现所述线路板固定环与所述导电内铜套固定连接；导电外铜套同轴套装在多组所述轴承上且位于多组所述轴承的外部，与所述轴承同轴设置，用于包裹多组所述轴承旋转，所述导电外铜套上可传递电信号；O型密封圈为多个，均布在所述导电内铜套的内圆周上且与所述传动轴外壁接触、还均布在所述导电外铜套外圆周上且与所述壳体内壁接触，所述O型密封圈分别用于悬浮支撑所述轴承、所述壳体和所述传动轴，并达到自由状态、降低摩擦力、提高绝缘性和提高灵敏度；供电触点穿设在所述壳体内，外端头用于连接供电电源、内端头用于与所述导电外铜套外壁抵接，用于向线路板上供电；信号输出触点穿设在所述壳体内，外端头用于连接信号收集器、内端头用于与所述导电外铜套外壁抵接，所述信号输出触点和所述供电触点分别位于所述线路板固定环的两侧，用于输出所述传动轴上应变区产生的扭矩信号。