專利名稱：光藕轉(zhuǎn)矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器。具體地說(shuō)是一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器。
背景技術(shù)：
市場(chǎng)上，無(wú)論是國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口的主流其結(jié)構(gòu)均是由探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸，電能藕合線 圈，電子線路和殼體結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。轉(zhuǎn)矩測(cè)試中，轉(zhuǎn)矩傳感器位于動(dòng)力系統(tǒng)和負(fù)載系統(tǒng)中間。 而動(dòng)力系統(tǒng)常是帶有較強(qiáng)電磁干擾的電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)電磁干擾嚴(yán)重地影響著 轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。表現(xiàn)形式為1、轉(zhuǎn)矩測(cè)試值不穩(wěn)定，2、轉(zhuǎn)矩測(cè)試值偏差大，3、嚴(yán)重時(shí) 轉(zhuǎn)矩傳感器損壞，4、轉(zhuǎn)矩傳感器干擾接口設(shè)備。為了降低上述缺陷，國(guó)內(nèi)外廠商盡管在電路 設(shè)計(jì)上，材質(zhì)選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化上做了大量投入，但電能通過(guò)線圈傳送技術(shù)始終沒(méi)得到根本 性突破。為了克服上述缺陷，申請(qǐng)人研制了一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器。該轉(zhuǎn)矩傳感器拿掉了電 能藕合線圈，改成為光能板組件和換能板組件。通過(guò)利用能量形式的本質(zhì)特征，以及相關(guān)技 術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，科學(xué)地解決了電能通過(guò)能量形式轉(zhuǎn)換，達(dá)到了電能在無(wú)導(dǎo)電介質(zhì)和電磁介 質(zhì)空間的傳送技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)存在的抗電磁干擾能力差，運(yùn)行可靠性低等技術(shù)問(wèn)題。為了達(dá)到解決上述技術(shù)問(wèn)題的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器， 它包括探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸，分別安裝在軸承端蓋上的光能板組件，信號(hào)板組件和安裝在探測(cè) 轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸上的換能板組件。其特征在于光能板組件將電能轉(zhuǎn)換成可以在無(wú)媒介空間傳 輸?shù)墓饽埽瑩Q能板組件將接收的光能轉(zhuǎn)換成探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸上安置的扭矩檢測(cè)線路板所 需的電能，盡管光能板組件和換能板組件始終存在空間距離和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。光能板組件是由數(shù)百支Φ3直徑，波長(zhǎng)為850nm的LED發(fā)光二極管采用串並方式 組成，恒流24V供電，每支LED發(fā)光二極管要經(jīng)精細(xì)篩選以保證光特性接近。換能板組件是由數(shù)十塊梯形太陽(yáng)能電池片串接拼成的環(huán)形狀能量片，厚度 2. 8^3. 2mm之間，環(huán)徑隨光藕轉(zhuǎn)矩傳感器規(guī)格變化。探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸上只安裝了鋁制的換能板組件和扭矩檢測(cè)電路組件的支撐盤(pán)，這 一簡(jiǎn)化大大降低了探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸自身的附加轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)矩測(cè)試值更真實(shí)。扭矩檢測(cè)電路的信號(hào)傳送，采用了 8支LED發(fā)光二極管圓周排布的串接技術(shù)，采用 該技術(shù)，使信號(hào)發(fā)送即可靠又同步。扭矩接收電路的信號(hào)采集，采用了數(shù)十支Φ3直徑LED光敏接收管圓周排布的並 接技術(shù)，采用該技術(shù)，使信號(hào)接收頻差最小，信號(hào)接收更可靠。光能板組件和扭矩接收電路板組件分別裝置在左右軸承端蓋上，采用該結(jié)構(gòu)，使 光藕轉(zhuǎn)矩傳感器裝配，調(diào)試和維護(hù)更加簡(jiǎn)便。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、抗電磁干擾顯著增強(qiáng)。采用換能技術(shù)后， 扭矩檢測(cè)電路提供的電能完全與外界電能隔離，外界的電磁干擾對(duì)扭矩檢測(cè)電路的干擾就小。2、LED發(fā)光二極管和LED光敏接收管使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行可靠性高。3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔清晰，節(jié) 材環(huán)保。4、整體的電氣性能和結(jié)構(gòu)特征更加突出。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述圖1是本發(fā)明光藕轉(zhuǎn)矩傳感器的總裝剖視圖。圖中展示了光藕轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu) 特征。圖2是本發(fā)明光能板組件圖。圖3是本發(fā)明換能板組件圖。圖4是本發(fā)明轉(zhuǎn)矩檢測(cè)板的電氣原理圖。圖5是本發(fā)明信號(hào)接收板的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1光藕轉(zhuǎn)矩傳感器的總裝剖視圖，本發(fā)明的創(chuàng)新處是將現(xiàn)有轉(zhuǎn)矩傳感器中 的四個(gè)線圈繞組全部省掉，換成了由半導(dǎo)體器件組成的電子線路板組件，將電能傳送技術(shù) 提升到換能傳送技術(shù)。在本實(shí)施例中，外界電能通過(guò)接插件進(jìn)入光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，安裝在軸 承左端蓋上光能板上的LED發(fā)光二極管隨即點(diǎn)亮，安裝在軸承右端蓋上的信號(hào)接收板進(jìn)入 工作狀態(tài)，點(diǎn)亮的LED發(fā)光二極管輻射出850nm波長(zhǎng)的近紅外線光波，由于LED發(fā)光二極管 恒流運(yùn)轉(zhuǎn)，紅外線光波的輻射也是連續(xù)恒定的，安裝在探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸上的換能板組件接 收到紅外線光波的輻射能量后，將光能轉(zhuǎn)換成供檢測(cè)轉(zhuǎn)矩板運(yùn)行的穩(wěn)定電能。得電的檢測(cè) 轉(zhuǎn)矩板進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài).如探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸上無(wú)力作用，檢測(cè)轉(zhuǎn)矩板通過(guò)8支LED發(fā)光二極 管連續(xù)發(fā)射頻率為10KHZ的光波信號(hào)，此信號(hào)被加電后始終進(jìn)入工作狀態(tài)的信號(hào)接收板采 集處理，經(jīng)接插件送接口設(shè)備。探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸在受力旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，工作過(guò)程仍是如此，差 別是頻率輸出隨受力大小和受力方向的不同而變化。這也是轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理。光藕轉(zhuǎn)矩傳感器裝配電氣線路板按電氣工藝要求焊接，焊接完成后經(jīng)檢驗(yàn)合格， 連續(xù)通電48小時(shí)老化處理。將外委廠家專業(yè)生產(chǎn)的換能板組件裝入鋁制的支撐盤(pán)內(nèi)滾邊 壓固，將檢測(cè)轉(zhuǎn)矩板裝入此支撐盤(pán)的對(duì)面?zhèn)扔肕3盤(pán)頭螺釘固緊。探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸穿入支撐 盤(pán)組件內(nèi)孔，用M4內(nèi)六角螺釘將支撐盤(pán)組件固緊在探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸上。將軸承壓入軸承端 蓋，用大小壓蓋將軸承壓實(shí)，光能板組件和信號(hào)接收板組件支裝在左右軸承端蓋上，最后將 探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸組件穿進(jìn)套。
權(quán)利要求
光藕轉(zhuǎn)矩傳感器包括探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸，光能板組件和換能板組件。其特征在于電能通過(guò)光能板組件和換能板組件的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電能在無(wú)導(dǎo)電介質(zhì)空間的能量傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于光能板組件是由Φ3直 徑，波長(zhǎng)為850nm的LED發(fā)光二極管組成的環(huán)形光能板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于換能板組件是由數(shù)十塊 梯形太陽(yáng)能電池片串接拼成的環(huán)形狀能量片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于換能板組件與扭矩檢測(cè) 線路板同安裝在鋁制支撐盤(pán)的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸上 安裝的檢測(cè)轉(zhuǎn)矩線路板，采用了 8支LED發(fā)光二極管圓周排布的串接技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于光能板組件和信號(hào)接收 板組件分別安裝在左，右軸承端蓋體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于信號(hào)接收板組件采 用了數(shù)十支Φ3直徑，LED光敏接收管圓周排布的並聯(lián)接技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，它包括探測(cè)轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)軸，光能板組件和換能板組件。其特征在于電能通過(guò)光能板組件將電能轉(zhuǎn)換成光能，而光能傳輸不需要任何媒介，照射到換能板組件后，光能轉(zhuǎn)換成電能。通過(guò)能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電能在無(wú)導(dǎo)電介質(zhì)空間的能量傳送。采用能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的光藕轉(zhuǎn)矩傳感器，其抗電磁干擾能力和運(yùn)行可靠性得到了極大地提高，結(jié)構(gòu)形式得到了最佳優(yōu)化。光藕轉(zhuǎn)矩傳感器廣泛用于由電動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，緩速器拖動(dòng)的設(shè)備，工程系統(tǒng)中進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和控制。
文檔編號(hào)G01L3/12GK101986118SQ20101019897
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者陳會(huì)良 申請(qǐng)人:陳會(huì)良