扭矩测量装置转让专利
申请号 : CN202110940125.2
文献号 : CN113386173B
文献日 : 2021-11-30
发明人 : 蔡明元 , 刘树林
申请人 : 南京泰普森自动化设备有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.扭矩测量装置,其特征在于,该扭矩测量装置包括:夹持机构(100),该夹持机构(100)包括夹持部(110),用于夹持固定待测件的扭矩输出端;和
浮动机构(200),该浮动机构(200)包括固定座(210)和第二浮动座(213),所述固定座(210)固定安装于机架,所述第二浮动座(213)在垂直于所述扭矩输出端的轴线方向Y的截面上可弹性浮动地安装于所述固定座(210);
所述夹持部(110)安装于所述第二浮动座(213)上,且相对所述第二浮动座(213)具有围绕所述轴线方向Y可旋转的自由度,所述第二浮动座(213)上安装有用于测量所述夹持机构(100)的旋转扭矩的扭矩传感器(101);
所述浮动机构(200)包括第一浮动座(211)、第一弹片(212)和第二弹片(214);其中至少两个所述第一弹片(212)平行间隔地连接于所述第一浮动座(211)与所述固定座(210)之间,用于使所述第一浮动座(211)可相对于所述固定座(210)在竖直方向Z上弹性浮动;和至少两个所述第二弹片(214)平行间隔地连接于所述第一浮动座(211)与所述第二浮动座(213)之间,用于使所述第二浮动座(213)可相对于所述第一浮动座(211)在横向方向X上弹性浮动,
所述第一弹片(212)和所述第二弹片(214)的延伸方向互相垂直,所述浮动机构(200)包括至少一个弹性件(201),所述弹性件(201)布置于所述第一浮动座(211)和第二浮动座(213)之间,和布置于所述第一浮动座(211)与固定座(210)或机架中的一者之间,用于提供弹性力使所述第一弹片(212)和第二弹片(214)在自然状态下保持互相垂直。
2.根据权利要求1所述的扭矩测量装置,其特征在于,所述弹性件(201)的弹性模量为可调节的。
3.根据权利要求1所述的扭矩测量装置,其特征在于,所述第二浮动座(213)位于所述第一弹片(212)和第二弹片(214)围成的矩形区域内。
4.根据权利要求1所述的扭矩测量装置,其特征在于,浮动机构(200)包括布置于所述竖直方向Z和/或横向方向X上的至少一个限位件(220),该限位件(220)固定安装于所述机架和/或所述固定座(210)上,用于限定所述第一浮动座(211)和/或所述第二浮动座(213)的浮动范围。
5.根据权利要求1所述的扭矩测量装置,其特征在于,所述第一弹片(212)和/或第二弹片(214)在长度方向的两端的厚度薄于其中间部分的厚度。
6.根据权利要求1所述的扭矩测量装置,其特征在于,所述夹持部(110)包括手动控制的夹持件,用于可选择地手动释放或夹持所述扭矩输出端;或者所述第二浮动座(213)上安装有驱动器(111),所述夹持部(110)包括与所述驱动器(111)传动连接的夹爪(112)。
7.根据权利要求6所述的扭矩测量装置,其特征在于,所述夹爪(112)为弹性涨套,所述驱动器(111)为线性驱动器,
所述夹持部(110)包括可旋转地安装于所述第二浮动座(213)上的筒状件(113),所述夹爪(112)布置于所述筒状件(113)的锥面结构(114)内。
说明书 :
扭矩测量装置
技术领域
背景技术
曲轴和平衡轴齿轮啮合的理想间隙,因此在发动机装配过程中需要对曲轴输出扭矩进行测
量。
是输出端呈动态的测量过程中,有可能会产生干扰因素导致测量结果不准确,例如由于输
出端的晃动或振动导致与测量装置之间产生径向力对测量结果造成影响。
发明内容
和第二浮动座,所述固定座固定安装于机架,所述第二浮动座在垂直于所述扭矩输出端的
轴线方向的截面上可弹性浮动地安装于所述固定座;所述夹持部安装于所述第二浮动座
上,且相对所述第二浮动座具有围绕所述轴线方向可旋转的自由度,所述第二浮动座上安
装有用于测量所述夹持机构的旋转扭矩的扭矩传感器。
相对于所述固定座在竖直方向上弹性浮动;和/或至少两个所述第二弹片平行间隔地连接
于所述第一浮动座与所述第二浮动座之间,用于使所述第二浮动座可相对于所述第一浮动
座在横向方向上弹性浮动。
弹性力使所述第一弹片和第二弹片在自然状态下保持互相垂直。
二浮动座的浮动范围。
接的夹爪。
浮动座的扭矩传感器获取扭矩的测量数值。在上述测量过程中,由于夹持机构的夹持部安
装于浮动机构的第二浮动座上,从而使夹持机构在受到非扭矩输出端输出的干扰力时,能
够通过第二浮动座的弹性浮动吸收部分径向干扰的影响,进而使扭矩测量装置能够在一定
程度上克服扭矩测量过程中的干扰因素,进而提高了扭矩测量装置的测量精度。
附图说明
具体实施方式
而表示的相对位置关系,承载有本申请技术方案的产品的摆放布置方式可不限于本申请图
中所示的方位关系,因此上述方位词不对本申请保护范围构成限制。
为实现在一定程度上克服扭矩测量过程中的干扰因素,提高扭矩测量装置的测量精度,本
申请提供了一种可浮动的扭矩测量装置。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申
请的技术方案。
和第二浮动座213,固定座210固定安装于机架,第二浮动座213在垂直于扭矩输出端的轴线
方向Y的截面上可弹性浮动地安装于固定座210。其中,夹持部110安装于第二浮动座213上,
且相对第二浮动座213具有围绕轴线方向Y可旋转的自由度,第二浮动座213上安装有用于
测量夹持机构100的旋转扭矩的扭矩传感器101。
与该扭矩输出端进行旋转角度上的固定。夹持机构100承受所述扭矩输出端输出的旋转扭
矩,并通过安装于第二浮动座213的扭矩传感器101获取扭矩的测量数值。其中,由于夹持机
构100的夹持部110安装于浮动机构200的第二浮动座213上,能够实现相对于被测工件的扭
矩输出端的径向方向弹性浮动,从而使夹持机构100在受到非扭矩输出端输出的干扰力时
(如被测工件的振动),能够通过第二浮动座213相对于固定座210的弹性浮动吸收部分干扰
力的影响。此外,根据可弹性浮动的夹持机构100,降低了扭矩测量装置的夹持部110与所述
扭矩输出端的同轴定位精度需求,进而降低了测量过程的操作难度。
对于第一浮动座211在横向方向X上弹性浮动。可以理解的是,上述横向方向X和竖直方向Z
在实际应用过程中也可互换。第一浮动座211作为第二浮动座213与固定座210之间的过渡
结构,分别在不同方向上与第二浮动座213与固定座210形成弹性浮动机构,从而实现了第
二浮动座213相对于固定座210在上述横向方向X和竖直方向Z所定义的平面上的弹性浮动
裕度。
方向Z设置的导向机构可滑动地连接于固定座210和第二浮动座213,并在所述横向方向X和
竖直方向Z上设置有分别连接于固定座210和第二浮动座213的弹性件。
两个第一弹片212的平行四边形的弹性浮动机构;和/或至少两个第二弹片214平行间隔地
连接于第一浮动座211与第二浮动座213之间,以形成基于至少两个第二弹片214的平行四
边形的弹性浮动机构。根据该实施方式,平行四边形的弹性浮动机构减少了配合间隙,能够
较为充分地吸收测量过程中被测工件的径向振动影响。在自然状态下,第一弹片212和第二
弹片214的延伸方向优选为互相垂直,即所述横向方向X和竖直方向Z优选为互相垂直的。第
一弹片212和/或第二弹片214在长度方向的两端的厚度优选薄于其中间部分的厚度,以在
第一浮动座211和第二浮动座213弹性浮动时,使第一弹片212和/或第二弹片214的形变区
域集中在两端。
能够正常起效,需要克服重力或其他外力的影响因素。如图3和4所示,浮动机构200优选包
括至少一个弹性件201,该弹性件201布置于第一浮动座211和第二浮动座213之间,和/或布
置于第一浮动座211与固定座210或机架中的一者之间,用于提供弹性力使第一弹片212和
第二弹片214在自然状态下保持互相垂直。其中,弹性件201的弹性模量优选为可调节的,从
而当扭矩测量装置调整姿态后,随时能够通过调节弹性件201的弹性模量,以使浮动机构
200能够正常起效,进而提高了该扭矩测量装置针对不同测量工况的适用性。上述弹性件
201可以为弹簧或弹性材质的绳索等。
现为矩形。第二浮动座213优选位于第一浮动座211和固定座210之间,并位于所述第一弹片
212和所述第二弹片214分别与第一浮动座211和固定座210围成的矩形区域内,从而使该浮
动机构200具备较高集成度,节省了扭矩测量装置的空间占用,进而能够在空间有限的条件
下进行测量。
作用于第一浮动座211和固定座210之间,从而克服重力对第一弹片212的影响;沿横向方向
X布置的弹性件201至少设置有两个,分别沿横向方向X在第二浮动座213和第一浮动座211
之间施加方向相反的弹性力,以维持第二弹片214垂直于第一弹片212。另外,为防止工作人
员操作失误或移动过程中由于其他影响因素对扭矩测量装置的浮动机构200造成损坏,优
选情况下,浮动机构200包括布置于竖直方向Z和/或横向方向X上的至少一个限位件220,如
图3和图4所示,该限位件220可以固定安装于机架和/或固定座210上,用于限定第一浮动座
211和/或第二浮动座213在竖直方向Z和/或横向方向X上的浮动范围维持在浮动机构200的
结构强度可承受的范围内。
座213上安装有驱动器111,夹持部110包括与驱动器111传动连接的夹爪112,通过驱动器
111控制夹爪112的开合。为防止刚性接触导致被测工件磨损,所述夹爪112优选为弹性涨
套,驱动器111优选为线性驱动器(如气缸或液压缸或电缸)。夹持部110优选包括可旋转地
安装于第二浮动座213上的筒状件113,夹爪112布置于筒状件113的锥面结构114内,安装于
第二浮动座213上的线性驱动器的驱动杆穿过所述筒状件113以控制所述弹性涨套在锥面
结构114内沿轴向方向Y移动,以收紧或释放所述夹爪112。优选情况下,驱动器111的驱动杆
仅在释放夹爪112时驱动夹爪,在不释放夹爪112的情况下,夹爪在弹性件(如碟簧)的弹性
力作用下自动收紧。
些简单变型均属于本申请的保护范围。
能的组合方式不再另行说明。