非介入式扭矩传感器及具有其的扭矩测量结构制造技术

本申请涉及一种非介入式扭矩传感器，适用于测量轴类结构的扭矩，包括左卡环，右卡环，连接部及应变片，左卡环和右卡环结构相同，底部均设置有凹槽，凹槽与待测轴相匹配，左卡环和右卡环之间具有预设距离，上部通过连接部连接，连接部呈片状结构，应变片黏结于连接部与左卡环和/或右卡环的连接处，且左卡环，右卡环及连接部一体成型。通过选用相同材质的连接部与其两端的卡环，使其一体成型制成，相较于螺纹连接的卡环与连接部，能够有效的避免通过螺纹连接造成系统的不重复性和系统溯源的可靠性，提高了整个扭矩测量系统的准确度。并且可以通过两个非介入式扭矩传感器相配合测量扭矩，解决了舰船上不可拆卸以及不可介入的轴系测量。测量。测量。

【技术实现步骤摘要】
非介入式扭矩传感器及具有其的扭矩测量结构


[0001]本申请涉及扭矩测试领域，尤其涉及一种非介入式扭矩传感器及具有其的扭矩测量结构。

技术介绍

[0002]新型扭矩传感器的开发及扭矩测量一直是国内外众多专家学者研究的重点。船舶轴系是船舶动力装置中的重要组成部分，承担着将主机发出的功率传递给螺旋桨，再将螺旋桨产生的轴向推力传递给船体，实现推船航行的目的。船舶轴系的结构较为简单，但作用十分重大，对保证船舶的安全航行至关重要。船舶轴系转动过程中在负载的作用下轴系会发生扭转，轴系状态主要包括轴系的扭矩和轴功率等信息。舰船轴功率是表征船体和主动力装置性能状态的重要参数之一，通过对轴功率等参数进行监测并根据监测信息及时采取相应的维护措施能够有效提高舰船的动力性经济性和安全性。因此，轴功率的测量已成为各大船厂必须进行测量的项目之一，轴功率的测量及相关技术一直是各国重点发展的技术之一。很多舰船上的轴系由于间距有限，拆卸困难，急需能够不需要断开轴系的非进介入式的现场扭矩测量方法和校准装置。
[0003]非介入式扭矩传感器的研制就是要解决目前舰船中不可拆卸以及不可介入的轴系的扭矩测量，但是以往扭矩传感器大部分属于介入式，即必须作为传动轴的一部分才能使用，这样限制了它的应用范围，一般仅限于实验室、台架测量，不适用于工业现场测量。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提出了本申请提出了一种非介入式扭矩传感器，适用于测量轴类结构的扭矩，包括左卡环，右卡环，连接部及应变片；所述左卡环和所述右卡环结构相同，底部均设置有凹槽，所述凹槽与待测轴相匹配；所述左卡环和所述右卡环之间具有预设距离，上部通过所述连接部连接；所述连接部呈片状结构；所述应变片黏结于所述连接部与所述左卡环和/或所述右卡环的连接处；且所述左卡环，所述右卡环及所述连接部一体成型。
[0005]在一种可能的实现方式中，所述连接部、所述左卡环以及所述右卡环的材质为弹性金属材质。
[0006]在一种可能的实现方式中，且所述左卡环与所述右卡环之间的预设距离为[30mm
‑
300mm]。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述左卡环与所述右卡环均呈直条状结构，片状的所述连接部与所述左卡环相互垂直设置，所述连接部与所述右卡环相互垂直设置。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述左卡环与所述右卡环相互平行设置，且所述连接部、所述左卡环以及所述右卡环的整体所呈的上部投影呈“工”字型。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述凹槽为圆弧形凹槽，所述凹槽的侧面投影呈扇形，所述扇形的圆心角具有预设角度，所述预设角度的区间为[135
°‑
180
°
)。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述左卡环的上部设置有连接柱，所述连接柱为方体
柱，所述连接柱的宽度与所述左卡环的宽度相等；所述连接部的两端分别固定至所述连接柱上；所述凹槽开设在所述左卡环的长度方向的中心处，所述凹槽开设在所述右卡环的长度方向的中心处；所述连接柱开设在所述左卡环的长度方向相对所述凹槽的中心处；所述卡环长度方向的两端面为弧形面，且所述卡环两端的弧形面位于同一圆环上。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述左卡环的长度方向的两端开设有安装孔；所述右卡环的长度方向的两端开设有安装孔；所述连接部与所述左卡环的连接处为弧形连接，所述连接部与所述右卡环的连接处为弧形连接。
[0012]另一方面，本申请还提出了一种扭矩测量结构，包括上述任意可能实现方式中所述的非介入式扭矩传感器、传感器固定件以及测量模拟轴；所述测量模拟轴的轴线为直线；所述传感器固定件包括与所述非介入式扭矩传感器的结构相同的：左卡环，右卡环及连接部；所述左卡环和所述右卡环的结构相同，底部均设置有凹槽，所述凹槽与待测轴相匹配；所述左卡环和所述右卡环之间具有预设距离，上部通过所述连接部连接；所述连接部呈片状结构，且所述左卡环，所述右卡环及所述连接部一体成型；所述连接部与所述左卡环和/或所述右卡环的连接处黏结有应变片或者不黏结有所述应变片；所述非介入式扭矩传感器与所述传感器固定件固定连接，分别从所述测量模拟轴的周向固定在所述测量模拟轴上，且所述非介入式扭矩传感器与所述传感器固定件之间预留有间隙；其中，所述非介入式扭矩传感器上的所述凹槽与所述测量模拟轴相匹配，所述传感器固定件上的所述凹槽与所述测量模拟轴相匹配。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述非介入式扭矩传感器垂直于所述测量模拟轴的轴向两端均开设有安装孔；所述传感器固定件垂直于所述测量模拟轴的轴向两端均开设有所述安装孔，所述非介入式扭矩传感器以及所述传感器固定件在所述测量模拟轴的周向对称设置，通过对应的所述安装孔相螺接。
[0014]本申请的有益效果：通过选用相同材质的连接部与其两端的卡环，使其一体成型制成，相较于螺纹连接的卡环与连接部，能够有效的避免通过螺纹连接造成系统的不重复性和系统溯源的可靠性，提高了整个扭矩测量系统的准确度。并且可以通过两个非介入式扭矩传感器相配合测量扭矩，解决了舰船上不可拆卸以及不可介入的轴系测量。不仅如此，采用卡环式应变型扭矩传感器，即为非介入式扭矩传感器，只要将传感器卡在轴上或安装在轴边，无须断开轴系，这样给实际工况测量扭矩参数带来很大的方便，且能够应用在不允许断轴测量扭矩。
[0015]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0016]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
[0017]图1示出本申请实施例的非介入式扭矩传感器的立体结构图；
[0018]图2示出本申请实施例的非介入式扭矩传感器的主视图。
具体实施方式
[0019]以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0020]其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0021]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]在这里专用的词“示例性”意为“用作例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非介入式扭矩传感器，适用于测量轴类结构的扭矩，其特征在于，包括左卡环，右卡环，连接部及应变片；所述左卡环和所述右卡环的结构相同，底部均设置有凹槽，所述凹槽与待测轴相匹配；所述左卡环和所述右卡环之间具有预设距离，上部通过所述连接部连接；所述连接部呈片状结构；所述应变片黏结于所述连接部与所述左卡环和/或所述右卡环的连接处；且所述左卡环，所述右卡环及所述连接部一体成型。2.根据权利要求1所述的非介入式扭矩传感器，其特征在于，所述连接部.所述左卡环以及所述右卡环的材质为弹性金属材质。3.根据权利要求1所述的非介入式扭矩传感器，其特征在于，且所述左卡环与所述右卡环之间的预设距离为[30mm
‑
300mm]。4.根据权利要求1所述的非介入式扭矩传感器，其特征在于，所述左卡环与所述右卡环均呈直条状结构，片状的所述连接部与所述左卡环相互垂直设置，所述连接部与所述右卡环相互垂直设置。5.根据权利要求4所述的非介入式扭矩传感器，其特征在于，所述左卡环与所述右卡环相互平行设置，且所述连接部.所述左卡环以及所述右卡环的整体所呈的上部投影呈“工”字型。6.根据权利要求1所述的非介入式扭矩传感器，其特征在于，所述凹槽为圆弧形凹槽，所述凹槽的侧面投影呈扇形，所述扇形的圆心角具有预设角度，所述预设角度的区间为[135
°‑
180
°
)。7.根据权利要求1所述的非介入式扭矩传感器，其特征在于，所述左卡环的上部设置有连接柱，所述连接柱为方体柱，所述连接柱的宽度与所述左卡环的宽度相等；所述连接部的两端分别固定至所述连接柱上；所述凹槽开设在所述左卡环的长度方向的中心处，所述凹槽开设在所述右卡环的长度方向的中心处；所述连接柱开设在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴继新，赵印明，王玲璐，徐舰，王畅，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：