扭矩测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种扭矩测量装置，包括：筒体、多个凹槽和与凹槽相应设置的多个应变片及与多个应变片连接的电路板。筒体一端为扭矩输入端，另一端为扭矩输出端；多个凹槽设在筒体内侧壁面上和/或筒体外侧壁面上；多个应变片设在与多个凹槽对应的筒体的侧壁上。该方案通过在筒体上设凹槽能够减薄筒体在凹槽处的厚度，在同样大小的扭矩作用下，筒体在凹槽处能够产生更大的形变，使得应变片能够检测更大的形变，从而可提高扭矩测量装置的灵敏度。且该设置在减少筒体局部壁厚的同时依旧可使筒体其他部位的厚度较厚，从而确保其刚度，这就使得扭矩测量装置能够同时兼顾高灵敏度和高刚度。而筒体的结构可进一步提高其刚度，使筒体内部更方便布置零件。

Torque measuring device

【技术实现步骤摘要】
扭矩测量装置
本专利技术涉及扭矩测量领域，特别地涉及一种扭矩测量装置。
技术介绍
近年来，随着科学技术的不断发展，扭矩测量装置在各个领域得到广泛的应用，例如通过在各种旋转部件上设置扭矩测量装置，能够精确地测量设备转动部件的工作状况。而扭矩的测量都是通过扭矩测量装置在扭矩作用下产生的物理属性改变间接得到扭矩的值。不同变形量对应着不同的扭矩，所以根据测量变形量推导出扭矩值是扭矩测量常用的原理。而现有的扭矩测量很难在保证高刚度的情况下保证高灵敏度的要求，即现有的扭矩测量装置很难使高灵敏度和高刚度两者得到兼顾。因此，如何设计出一种能够满足高灵敏度和高刚度的扭矩测量装置成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术有鉴于上述现有的扭矩测量装置所存在的问题，提供一种新的能够适用于高灵敏度和高刚度要求的扭矩测量装置。为此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种扭矩测量装置，包括：筒体，所述筒体的一端为扭矩输入端，所述筒体的另一端为扭矩输出端；多个凹槽，多个所述凹槽设置在所述筒体的内侧壁面上和/或所述筒体的外侧壁面上；多个应变片，多个所述应变片设置在与多个所述凹槽对应的所述筒体的侧壁上，所述应变片为电阻式应变片；电路板，与多个所述应变片连接，且所述电路板上设置有接线端子。进一步优选地，所述电路板为柔性电路板，所述柔性电路板安装在所述筒体的内侧壁面上和/或所述筒体的外侧壁面上。进一步优选地，所述柔性电路板粘贴安装在所述筒体的内侧壁面上，所述柔性电路板的形状和大小与所述筒体的内侧壁面的形状和大小相适配；或所述柔性电路板粘贴安装在所述筒体的外侧壁面上，所述柔性电路板的形状和大小与所述筒体的外侧壁面的形状和大小相适配。在上述技术方案基础上，所述应变片的数量与所述凹槽的数量一致，多个所述凹槽与多个所述应变片一一对应设置；和/或多个所述凹槽在所述筒体的内侧壁面上或所述筒体的外侧壁面上均匀间隔设置。在上述技术方案基础上，多个所述凹槽均设置在所述筒体的内侧壁面和所述筒体的外侧壁面中的一个上，多个所述应变片均对应多个所述凹槽设置在所述筒体的内侧壁面和所述筒体的外侧壁面中的另一个上；或多个所述凹槽部分设置在所述筒体的内侧壁上，部分设置在所述筒体的外侧壁上，多个所述应变片均设置在所述凹槽的内底壁上，或多个所述应变片均一一对应设置在多个所述凹槽的背面上。进一步优选地，多个所述凹槽均设置在所述筒体的外侧壁上，多个所述应变片设置在与多个所述凹槽对应的所述筒体的内侧壁上；或多个所述凹槽均设置在所述筒体的内侧壁上，多个所述应变片设置在与多个所述凹槽对应的所述筒体的外侧壁上。在上述任意一项技术方案基础上，所述扭矩测量装置还包括：第一安装件，安装在所述筒体的一端，用于与扭矩输入装置连接；第二安装件，安装在所述筒体的另一端，用于与扭矩输出装置连接。进一步优选地，所述第一安装件和所述第二安装件均为法兰。在上述任意一项技术方案基础上，所述多个所述凹槽均设置在所述筒体的轴线方向的中间位置。在上述任意一项技术方案基础上，所述凹槽为圆形槽或方形槽；和/或所述多个应变片连接成全桥测量电路或半桥测量电路。在上述任意一项技术方案基础上，所述凹槽的个数为偶数个，所述应变片的数量与所述凹槽的个数一致。优选地，所述凹槽的数量为8个，所述应变片的数量为8个。在上述任意一项技术方案基础上，所述筒体对应所述凹槽处的壁厚大于等于0.2mm小于等于10mm。在上述任意一项技术方案基础上，所述筒体为圆筒形或多棱柱筒形。本专利技术有益效果：本专利技术中的扭矩测量装置，包括筒体、多个凹槽和多个应变片。其中，筒体两端用于与外部设备连接，以便能够实现扭矩的传导，多个凹槽设置在筒体上，而多个应变片设置在与多个凹槽对应的筒体侧壁上，比如在凹槽设置在筒体外侧壁上时，应变片优选设置在筒体与凹槽对应位置的内侧壁上，当然，此时，应变片也可设置在凹槽的槽底上，在凹槽设置在筒体内侧壁上时，应变片优选设置在筒体与凹槽对应位置的外侧壁上，当然，此时，应变片也可设置在凹槽的槽底上。而通过在筒体上设置凹槽，能够减薄筒体在凹槽处的厚度，这样在同样大小的扭矩作用下，筒体在凹槽出处能够产生更大的形变，这样在将应变片设置在筒体对应凹槽处的内侧壁或外侧壁上时便能够检测到更大的形变，从而便可提高扭矩测量装置的精度和灵敏度。同时，通过设置凹槽在减少筒体局部壁厚的同时，依旧能够使筒体其他部位的厚度较厚，这样便可将筒体整体设计的较厚，这样便能够在确保扭矩测量装置的精度和灵敏度的同时确保筒体的刚度，进而使得扭矩测量装置能够同时兼顾高精度、高灵敏度和高刚度。此外，将扭矩测量装置的基材设置成筒式结构，能够使基材的材料分布在距离轴心最远的位置，这种结构相对于盘式结构，能够进一步提高其刚度。同时，筒体的结构能够使扭矩测量装置内部能够穿过的轴等零件更大，因而能够更方便扭矩测量装置与其他零部件进行配合。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1示出了本专利技术的实施例提供的扭矩测量装置的分解结构示意图；图2示出了本专利技术的实施例提供的扭矩测量装置不含电路板的结构示意图；图3示出了本专利技术的实施例提供的应变片的电路连接示意图。其中，图1至图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：1扭矩测量装置，10筒体，20凹槽，30应变片，40电路板，402接线端子，50第一法兰，502第一连接孔，60第二法兰，602第二连接孔，N输入部受力方向，M输出部受反作用力方向。具体实施方式为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。下面，结合参照图1至图3对本实施方式的扭矩测量装置1的结构进行详细说明。如图1和图2所示，本实施例提供的扭矩测量装置1包括筒体10、多个凹槽20、多个应变片30及电路板40。具体地，该筒体10的两端分别作为输入部和输出部，多个凹槽20位于筒体10的内侧壁面上和/或筒体10的外侧壁面上；多个应变片30设置在与多个凹槽20对应的筒体10的侧壁上，应变片30为电阻式应变片；电路板40与多个应变片30连接，且电路板40上设置有接线端子402。根据本专利技术一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扭矩测量装置，其特征在于，包括：/n筒体，所述筒体的一端为扭矩输入端，所述筒体的另一端为扭矩输出端；/n多个凹槽，多个所述凹槽设置在所述筒体的内侧壁面上和/或所述筒体的外侧壁面上；/n多个应变片，多个所述应变片设置在与多个所述凹槽对应的所述筒体的侧壁上，且所述应变片为电阻式应变片；/n电路板，与多个所述应变片连接，且所述电路板上设置有接线端子。/n

【技术特征摘要】
1.一种扭矩测量装置，其特征在于，包括：
筒体，所述筒体的一端为扭矩输入端，所述筒体的另一端为扭矩输出端；
多个凹槽，多个所述凹槽设置在所述筒体的内侧壁面上和/或所述筒体的外侧壁面上；
多个应变片，多个所述应变片设置在与多个所述凹槽对应的所述筒体的侧壁上，且所述应变片为电阻式应变片；
电路板，与多个所述应变片连接，且所述电路板上设置有接线端子。


2.根据权利要求1所述的扭矩测量装置，其特征在于，
所述电路板为柔性电路板，所述柔性电路板安装在所述筒体的内侧壁面上和/或所述筒体的外侧壁面上。


3.根据权利要求2所述的扭矩测量装置，其特征在于，还包括：
所述柔性电路板粘贴安装在所述筒体的内侧壁面上，所述柔性电路板的形状和大小与所述筒体的内侧壁面的形状和大小相适配；或
所述柔性电路板粘贴安装在所述筒体的外侧壁面上，所述柔性电路板的形状和大小与所述筒体的外侧壁面的形状和大小相适配。


4.根据权利要求1所述的扭矩测量装置，其特征在于，
所述应变片的数量与所述凹槽的数量一致，多个所述凹槽与多个所述应变片一一对应设置；和/或
多个所述凹槽在所述筒体的内侧壁面上或所述筒体的外侧壁面上均匀间隔设置。


5.根据权利要求4所述的扭矩测量装置，其特征在于，
多个所述凹槽均设置在所述筒体的内侧壁面和所述筒体的外侧壁面中的一个上，多个所述应变片均对应多个所述凹槽设置在所述筒体的内侧壁面和所述筒体的外侧壁面中的另一个上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辛军，李鹏，谢福贵，叶彦雷，吕春哲，郑佳凯，
申请(专利权)人：清华大学，烟台清科嘉机器人联合研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11