[发明专利]基于光杠杆法的微小齿轮启动扭矩测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了基于光杠杆法的微小齿轮启动扭矩测量装置及测量方法，包括并列设置的电动旋转台和第一电动位移台；所述电动旋转台顶端设置有XY向位移台，XY向位移台的顶端固定设置有柱状的安装台，安装台上固定设置有具有双孔位的限位件以及盖在限位件顶部的透明盘，所述限位件与透明盘之间具有间隙，限位件内安装有相互啮合的待测齿轮和从动齿轮，待测齿轮与电动旋转台同轴，待测齿轮上固定设置有顶部穿出透明盘的转动结构，转动结构通过第一电动位移台的悬臂梁推动旋转，并由第二电动位移台的推杆停止转动。本发明旨在提供原理简单，通过将微小扭矩转化为微小形变测量，再用光杠杆用于放大微小形变，最终通过变形量测算齿轮扭矩的方法。

技术领域

本发明涉及微小齿轮技术领域，尤其涉及基于光杠杆法的微小齿轮启动扭矩测量装置及测量方法。

背景技术

扭矩是使机械元件转动的力矩，扭矩的测量方法可分为平衡力法、能量转换法和传递法。平衡力法仅适合测量匀速工作情况下的扭矩；能量转换法对功率和转速进行测量，当旋转所耗能量较小时扭矩测量困难；传递法是利用弹性元件在传递扭矩时物理参数的变化与扭矩的对应关系来进行测量的方法，这类转矩测量仪的应用最为广泛。传递法测量扭矩方法又可分为三类，分别为变形型、应力型和应变型。本研究方法可以归类到变形型测扭矩方法中，本专利原理简单，通过将微小扭矩转化为微小形变测量，再用光杠杆用于放大微小形变，最终通过变形量测算齿轮扭矩的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供原理简单，通过将微小扭矩转化为微小形变测量，再用光杠杆用于放大微小形变，最终通过变形量测算齿轮扭矩的方法。

为达到上述目的，本发明是通过下述技术方案予以实现的：

基于光杠杆法的微小齿轮启动扭矩测量装置，包括并列设置的电动旋转台和第一电动位移台；所述电动旋转台顶端设置有XY向位移台，XY向位移台的顶端固定设置有柱状的安装台，安装台上固定设置有具有双孔位的限位件以及盖在限位件顶部的透明盘，所述限位件与透明盘之间具有间隙，限位件内安装有相互啮合的待测齿轮和从动齿轮，待测齿轮与电动旋转台同轴，待测齿轮上固定设置有顶部穿出透明盘的转动结构；所述第一电动位移台的台面固定设置有水平伸出台面的悬臂梁，悬臂梁为长条状其末端用于拨动转动结构转动，悬臂梁上固定设置有与末端贴合的反光镜；所述反光镜的同侧设置有向反光镜照射的激光器，以及接收反射激光的位置探测器，反光镜的背面侧设置有第二电动位移台；所述第二电动位移台的顶部固定设置有推杆，推杆的顶端朝向转动结构延伸用于抵住转动结构；所述转动结构为T型，转动结构的顶部横杆一端在端部固定设置有与顶部横杆垂直的顶柱。

进一步的，所述激光器通过夹持器设置在可让反光镜接收到发射激光的角度。

进一步的，所述位置探测器通过升降台架设，升降台顶部固定设置有竖直的固定架，位置探测器固定设置在固定架朝向反光镜的一侧。

进一步的，所述第一电动位移台的台面边缘固定设置有定位板，所述悬臂梁固定于定位板相对转动结构的侧壁上。

进一步的，所述反光镜的长度小于5mm。

本发明还具有基于光杠杆法的微小齿轮启动扭矩测量装置的测量方法，包括如下步骤：

(1)调整XY向位移台使转动结构位于电动旋转台的同轴位置，对应调整第一电动位移台和第二电动位移台的位置，将悬臂梁和推杆位于转动结构的同侧并分处于转动结构的两端，使悬臂梁的末端移动时拨动顶柱让转动结构旋转，推杆移动时抵住转动结构停止旋转；

(2)调整夹持器角度让反光镜能够接收激光器所发射的激光，调整升降台的高度使位置探测器可接收到反光镜反射的激光，再打开激光器向反光镜发射激光，由位置探测器持续接收激光；