一種用于水下的靜止扭矩傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于水下的靜止扭矩傳感器，屬于傳感器和水下機(jī)械監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的扭矩傳感器多是為傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，無法直接用于水下機(jī)械設(shè)備扭矩的監(jiān)測(cè)。在水下扭矩測(cè)量時(shí)，多要求被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)較小的角度，由于現(xiàn)有的扭矩傳感器密封性能較差，在用于水下測(cè)量時(shí)，尤其是對(duì)于被測(cè)軸具有一定旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，難以應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于以上所述存在的問題和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可用于水下靜止扭矩或被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)角度較小的測(cè)量扭矩的靜止扭矩傳感器
[0004]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:
[0005]用于水下的靜止扭矩傳感器，包括左端蓋、右端蓋、第一光電器件、平行光源、第二光電器件、中軸、外筒、第一圓盤光柵、第二圓盤光柵、信號(hào)處理電路板及導(dǎo)線，所述中軸插入在左、右端蓋的內(nèi)孔中，左端蓋的右端面和右端蓋的左端面與外筒的左右端面固定連接；所述第一圓盤光柵和第二圓盤光柵固定連接在外筒的左右端面上，所述第一光電器件、平行光源、第二光電器件依次固定設(shè)置在中軸上，信號(hào)處理電路板固定在中軸內(nèi)，并分別通過導(dǎo)線與第一光電器件、平行光源、第二光電器件連接，所述第一圓盤光柵安裝在第一光電器件和平行光源之間，所述第二圓盤光柵安裝在第二光電器件和平行光源之間，所述左端蓋的左側(cè)設(shè)有帶有鍵槽的左軸，所述右端蓋的右側(cè)設(shè)有帶有鍵槽的右軸。
[0006]進(jìn)一步地，所述中軸在同一軸向上開有4個(gè)孔，分別為第一孔、第二孔、第三孔、第四孔，所述中軸還具有貫通中軸的內(nèi)孔，所述第一光電器件、平行光源和第二光電器件分別通過第一孔、第二孔、第三孔固定在所述中軸上；所述信號(hào)處理電路板固定在所述中軸的內(nèi)孔上，所述信號(hào)處理電路板通過第一內(nèi)導(dǎo)線、第二內(nèi)導(dǎo)線、第三內(nèi)導(dǎo)線分別與第一光電器件、平行光源和第二光電器件連接，所述信號(hào)處理電路板還通過外接導(dǎo)線穿過中軸上的第四孔和右端蓋上的外接孔接到傳感器外側(cè)的外接電源，所述第四孔和外接孔內(nèi)均涂有密封膠。
[0007]進(jìn)一步地，所述外筒的左右端面上分別對(duì)稱開有定位槽，定位槽上開有槽定位孔，所述第一圓盤光柵、第二圓盤光柵均設(shè)有2個(gè)吊耳，每個(gè)吊耳上均開有吊耳定位孔，所述第一圓盤光柵、第二圓盤光柵上的吊耳與外筒左右端面的上的定位槽分別通過定位銷連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一圓盤光柵、第二圓盤光柵的圓周方向上均勻加工有光柵刻線。
[0009]本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):密封性好，結(jié)構(gòu)件簡(jiǎn)單。制造安裝方便，可以用于水下不轉(zhuǎn)動(dòng)或者在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)軸的扭矩測(cè)量。
【附圖說明】
:
[0010]圖1本發(fā)明的用于水下的靜止扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖2圓盤光柵結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3外筒結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖4中軸結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖中:1-左端蓋，2-左軸承，3-第一光電器件，4-第一定位銷，5-第一圓盤光柵，6-中軸，7-平行光源，8-第二定位銷，9-第二光電器件，10-外接導(dǎo)線，11-外接孔，12-中軸孔密封膠，13-右端蓋，14-右軸承，15-第三定位銷，16-第二圓盤光柵，17-第三內(nèi)導(dǎo)線，18信號(hào)處理電路板，19-第二內(nèi)導(dǎo)線，20-外筒，21-第四定位銷，22第一內(nèi)導(dǎo)線，23光柵刻線，24-吊耳，25-吊耳定位孔，26-定位槽，27-槽定位孔，28-第一孔，29-第二孔，30-第三孔，31-第四孔，32-內(nèi)孔，33-左軸，34-右軸。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)彳T實(shí)施:
[0016]參照?qǐng)D1-3，本發(fā)明的用于水下的靜止扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)主要由左端蓋1、右端蓋2、第一光電器件3、平行光源7、第二光電器件9、中軸6、外筒20、第一圓盤光柵5、第二圓盤光柵16、信號(hào)處理電路板18及導(dǎo)線等部件組成。
[0017]中軸6左右兩端分別通過左軸承2和右軸承14支撐，并插入在左右端蓋的內(nèi)孔中，左軸承2和右軸承14支撐分別固定在左端蓋I和右端蓋13的內(nèi)孔上，左端蓋I的右端面和右端蓋13的左端面與外筒20之間固定連接，例如使用焊接的方式連接。
[0018]第一圓盤光柵5和第二圓盤光柵16固定連接在外筒20的左右端面上。第一光電器件3、平行光源7、第二光電器件9依次固定設(shè)置在中軸6上，信號(hào)處理電路板18固定在中軸6內(nèi)，并分別通過導(dǎo)線與第一光電器件3、平行光源7、第二光電器件9連接。第一圓盤光柵5、第二圓盤光柵16的內(nèi)孔與中軸6之間均為間隙配合，所述第一圓盤光柵5安裝在第一光電器件3和平行光源7之間，所述第二圓盤光柵16安裝在第二光電器件9和平行光源7之間。
[0019]參照?qǐng)D4，中軸6在同一軸向上開有4個(gè)孔，分別為第一孔28、第二孔29、第三孔30、第四孔31，其中第一至第三孔為圓柱孔，第四孔為圓錐孔，所述中軸還具有貫通中軸的內(nèi)孔32。結(jié)合圖1，第一光電器件3、平行光源7和第二光電器件9分別通過第一孔28、第二孔29、第三孔30固定在所述中軸6上。信號(hào)處理電路板18通過膠固定在所述中軸6的內(nèi)孔32上，所述信號(hào)處理電路板18通過第一內(nèi)導(dǎo)線22、第二內(nèi)導(dǎo)線19、第三內(nèi)導(dǎo)線17分別與第一光電器件3、平行光源7和第二光電器件9連接，所述信號(hào)處理電路板18通過外接導(dǎo)線10連接外接電源，并將該傳感器的測(cè)量結(jié)果傳輸出去。所述外接導(dǎo)線10穿過中軸6上的第四孔31和右端蓋13上的外接孔11接到傳感器外側(cè)，所述中軸6上的第四孔31和右端蓋13上的外接孔11的截面均為圓錐形，所述第四孔31和外接孔11內(nèi)均涂有密封膠。
[0020]所述外筒20的左右端面上分別對(duì)稱開有定位槽26，定位槽上開有槽定位孔27。所述第一圓盤光柵5、第二圓盤光柵16均設(shè)有2個(gè)吊耳24，每個(gè)吊耳上均開有吊耳定位孔25。所述第一圓盤光柵5、第二圓盤光柵16上的吊耳與外筒20左右端面的上的定位槽26分別通過第一定位銷4、第二定位銷8、第三定位銷15和第四定位銷21連接，上述定位銷插入在吊耳定位孔25和槽定位孔27中。
[0021]參照?qǐng)D2，第一圓盤光柵5、第二圓盤光柵16圓周方向上均勻加工有光柵刻線23。
[0022]所述左端蓋I的左側(cè)加工有帶有鍵槽的左軸33，所述右端蓋13的右側(cè)加工有帶有鍵槽的右軸34，左軸33和右軸34用于與被測(cè)軸連接。
[0023]本發(fā)明的用于水下的靜止扭矩傳感器的工作過程如下:
[0024]左軸33、右軸34和被測(cè)軸連接后，當(dāng)被測(cè)軸承擔(dān)扭矩時(shí)外筒20左右端面將發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而錯(cuò)開一個(gè)角度Θ，由于左端蓋1、右端蓋13分別通過左軸承2和右軸承14連接，因此中軸6不承擔(dān)扭矩，因此中軸6的第一孔28、第二孔29、第三孔30仍然共面。由于第一圓盤光柵5、第二圓盤光柵16與外筒20左右端面均為剛性連接，因此第一圓盤光柵5、第二圓盤光柵16會(huì)錯(cuò)開Θ角度，因此第一光電器件3和第二光電器件9接收到的光的強(qiáng)度(或相位)將發(fā)生變化，它們輸出的電信號(hào)也將發(fā)生變化，信號(hào)處理電路板18對(duì)第一光電器件3和第二光電器件9輸出的電信號(hào)分析處理后即可得到被測(cè)軸的扭矩。
[0025]由上可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明將光電式扭矩傳感器的光源、光電器件、信號(hào)處理電路板等均放置在敏感元件(外筒20)的內(nèi)部，由于左端蓋1、右端蓋13的斷面與外筒20之間通過焊接的方式連接，中軸6上的第四孔31和外筒20上的孔11的截面均為外大內(nèi)小的梯形，并且均涂有密封膠，因此本發(fā)明具有密封性能好，加工安裝方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以用于水下不轉(zhuǎn)動(dòng)或者在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)軸的扭矩測(cè)量。
[0026]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于水下的靜止扭矩傳感器，包括左端蓋、右端蓋、第一光電器件、平行光源、第二光電器件、中軸、外筒、第一圓盤光柵、第二圓盤光柵、信號(hào)處理電路板及導(dǎo)線，所述中軸插入在左、右端蓋的內(nèi)孔中，左端蓋的右端面和右端蓋的左端面與外筒的左右端面固定連接; 其特征在于，所述第一圓盤光柵和第二圓盤光柵固定連接在外筒的左右端面上，所述第一光電器件、平行光源、第二光電器件依次固定設(shè)置在中軸上，信號(hào)處理電路板固定在中軸內(nèi)，并分別通過導(dǎo)線與第一光電器件、平行光源、第二光電器件連接，所述第一圓盤光柵安裝在第一光電器件和平行光源之間，所述第二圓盤光柵安裝在第二光電器件和平行光源之間，所述左端蓋的左側(cè)設(shè)有帶有鍵槽的左軸，所述右端蓋的右側(cè)設(shè)有帶有鍵槽的右軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜止扭矩傳感器，其特征在于，所述中軸在同一軸向上開有4個(gè)孔，分別為第一孔、第二孔、第三孔、第四孔，所述中軸還具有貫通中軸的內(nèi)孔，所述第一光電器件、平行光源和第二光電器件分別通過第一孔、第二孔、第三孔固定在所述中軸上；所述信號(hào)處理電路板固定在所述中軸的內(nèi)孔上，所述信號(hào)處理電路板通過第一內(nèi)導(dǎo)線、第二內(nèi)導(dǎo)線、第三內(nèi)導(dǎo)線分別與第一光電器件、平行光源和第二光電器件連接，所述信號(hào)處理電路板還通過外接導(dǎo)線穿過中軸上的第四孔和右端蓋上的外接孔接到傳感器外側(cè)的外接電源，所述第四孔和外接孔內(nèi)均涂有密封膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜止扭矩傳感器，其特征在于，所述外筒的左右端面上分別對(duì)稱開有定位槽，定位槽上開有槽定位孔，所述第一圓盤光柵、第二圓盤光柵均設(shè)有2個(gè)吊耳，每個(gè)吊耳上均開有吊耳定位孔，所述第一圓盤光柵、第二圓盤光柵上的吊耳與外筒左右端面的上的定位槽分別通過定位銷連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的靜止扭矩傳感器，其特征在于，所述第一圓盤光柵、第二圓盤光柵的圓周方向上均勻加工有光柵刻線。
【專利摘要】一種用于水下的靜止扭矩傳感器，包括左端蓋、右端蓋、第一光電器件、平行光源、第二光電器件、中軸、外筒、第一圓盤光柵、第二圓盤光柵、信號(hào)處理電路板及導(dǎo)線，中軸插入在左、右端蓋的內(nèi)孔中，左、右端蓋與外筒的左右端面固定連接；第一圓盤光柵和第二圓盤光柵固定連接在外筒的左右端面上，第一光電器件、平行光源、第二光電器件依次固定設(shè)置在中軸上，信號(hào)處理電路板固定在中軸內(nèi)，并分別通過導(dǎo)線與第一光電器件、平行光源、第二光電器件連接，所述左端蓋的左側(cè)設(shè)有帶有鍵槽的左軸，所述右端蓋的右側(cè)設(shè)有帶有鍵槽的右軸，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性能好，能夠?qū)崿F(xiàn)水下靜止扭矩的測(cè)量。
【IPC分類】G01L3-00
【公開號(hào)】CN104764549
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510152350
【發(fā)明人】陳成軍, 史宏思
【申請(qǐng)人】青島理工大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日