阅读说明：本技术 一种高精度大量程的力矩测量装置 (High-precision wide-range torque measuring device ) 是由 郭迪明 王刚 何鹏 于 2019-10-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高精度大量程的力矩测量装置,涉及力矩测量技术领域,解决了现有的力矩测量量程小,对力矩传感器损害大,造成测量精度低,误差大等问题,包括底部支撑架,底部支撑架的上端面安装有旋转支撑机构,旋转支撑机构包括端部支撑架、轴承包、转向电机、连接轴、旋转连接架、支撑框架、加强筋支架和支撑轴,支撑框架的内侧安装有两个加强筋支架,支撑框架的两端均安装有旋转连接架,旋转连接架的一侧安装有轴承包。本发明通过对被测件进行进行力矩测量,测量量程大、精度高,能够对力矩传感器起到保护作用,且可对竖向和横向两种状态进行测量。(The invention discloses a high-precision wide-range torque measuring device, which relates to the technical field of torque measurement and solves the problems of low measurement precision, large error and the like caused by small measurement range and large damage to a torque sensor of the existing torque measurement. The invention carries out torque measurement on the measured piece, has large measurement range and high precision, can protect the torque sensor, and can carry out measurement on the vertical state and the horizontal state.)

一种高精度大量程的力矩测量装置

技术领域

本发明涉及力矩测量技术领域，具体为一种高精度大量程的力矩测量装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人们在生产过程中对产品的质量检测越来越严格，其中需要通过对产品承受的力矩进行检测和测量，便于保证产品质量，力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向，起源于阿基米德对杠杆的研究，转动力矩又称为转矩或扭矩。

但是，现有的力矩测量量程小，对力矩传感器损害大，造成测量精度低，误差大；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种高精度大量程的力矩测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度大量程的力矩测量装置，以解决上述背景技术中提出的现有的力矩测量量程小，对力矩传感器损害大，造成测量精度低，误差大等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度大量程的力矩测量装置，包括底部支撑架，所述底部支撑架的上端面安装有旋转支撑机构，所述旋转支撑机构包括端部支撑架、轴承包、转向电机、连接轴、旋转连接架、支撑框架、加强筋支架和支撑轴，所述支撑框架的内侧安装有两个加强筋支架，所述支撑框架的两端均安装有旋转连接架，所述旋转连接架的一侧安装有轴承包，所述轴承包的下端面安装有端部支撑架，其中一个所述端部支撑架的一侧安装有横向支撑定位机构，其中一个所述轴承包的内侧安装有连接轴，所述连接轴的一端安装有转向电机，另一个所述轴承包的内侧安装有支撑轴，所述支撑框架的下端面安装有减速机。

所述减速机的下端面安装有伺服电机，所述伺服电机底端的一侧安装有底部调节定位板，所述支撑框架的上端面安装有刚性联轴器，所述刚性联轴器的外侧安装有限位导向机构，所述刚性联轴器的上端面安装有力矩检测机构，所述力矩检测机构包括防护壳体、放置块和力矩传感器，所述力矩传感器的外侧安装有两个放置块，所述放置块的外侧安装有防护壳体，其中一个所述防护壳体的上端面安装有膜片式弹性联轴器，所述膜片式弹性联轴器的上方安装有拨叉。

优选的，所述横向支撑定位机构包括滑板、竖向固定柱、横向连接板、调节螺杆、电机定位板、固定支撑板、测量件限位板、缓冲板、支撑弹簧和导向杆，所述横向连接板的两端均安装有滑板，所述滑板的上端面安装有竖向固定柱，其中一个所述竖向固定柱的内侧安装有电机定位板，所述电机定位板一端的内侧安装有调节螺杆，另一个所述竖向固定柱的一侧安装有固定支撑板，所述固定支撑板的上端面安装有四个支撑弹簧，所述支撑弹簧的内侧安装有导向杆，所述支撑弹簧的上端面安装有缓冲板，所述缓冲板的上端面安装有两个测量件限位板。

优选的，所述限位导向机构包括限位柱、连接套杆、顶部支撑架和限位弧板，所述顶部支撑架下端面的四个端角安装有限位柱，所述限位柱的外侧安装有连接套杆，所述连接套杆的一端安装有限位弧板。

优选的，所述端部支撑架的上端面设置有限位槽，所述轴承包的下端面通过螺钉连接固定在限位槽的内侧，所述轴承包的内侧设置有轴承，所述连接轴与支撑轴均通过轴承连接固定在轴承包的内侧。

优选的，所述连接轴的一端与支撑轴的一端均通过螺钉连接固定有旋转连接架，所述旋转连接架的一侧设置有连接头，所述旋转连接架通过连接头焊接固定在支撑框架的两端，所述加强筋支架通过螺钉连接固定在支撑框架的内侧。

优选的，所述力矩检测机构与减速机通过刚性联轴器连接，所述防护壳体一端的内侧设置有连接杆，且连接杆的一端延伸至放置块一端的内侧，所述放置块的内侧设置有安装槽，所述力矩传感器设置在安装槽的内侧。

优选的，所述防护壳体与拨叉通过膜片式弹性联轴器连接，所述拨叉通过螺钉连接固定在膜片式弹性联轴器上端的外侧，所述拨叉的上端面设置有定位头。

优选的，所述滑板的上端面设置有滑槽，所述竖向固定柱的下端延伸至滑槽的内侧，其中一个所述竖向固定柱上端的内侧设置有凹槽，所述电机定位板的一端延伸至凹槽的内侧，所述电机定位板一端的内侧设置有螺纹孔，所述调节螺杆的下端贯穿电机定位板的一端通过螺纹连接固定在竖向固定柱上端的内侧。

优选的，所述固定支撑板的一端焊接固定在其中一个所述竖向固定柱的一侧，所述固定支撑板与缓冲板通过四个支撑弹簧连接，所述缓冲板的上端面设置有腰型孔，所述测量件限位板通过螺栓连接固定在缓冲板的上端面。

优选的，所述顶部支撑架通过螺钉连接固定在限位柱的上端面，所述连接套杆的一端通过螺纹连接固定在限位柱的外侧，所述连接套杆的另一端焊接固定有限位弧板，所述限位弧板的一侧设置有弧形槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明通过减速机将伺服电机的转速进行降低后带动刚性联轴器进行旋转，限位弧板一端设置有的弧形槽对防护壳体进行限位，降低被测件在旋转时造成的挠度，在伺服电机带动拨叉进行旋转时，力矩传感器通过应变片的变形量就能测量出被测件的启动力矩、瞬时力矩和平均力矩；（2）本发明通过旋转连接架带动支撑框架进行旋转，当拨叉转至水平状态时，电机定位板对伺服电机进行支撑，使得缓冲板受到按压进而通过支撑弹簧进行缓冲，便于降低结构使用的震动感，在调节螺杆的上端面设置有旋转手柄，操作旋转手柄带动电机定位板进行高度的调节，进而对伺服电机的水平角度进行微调，使得检测更准确。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图。

图2为本发明整体的俯视图。

图3为本发明横向支撑定位机构的局部结构示意图。

图4为本发明底部支撑架的局部剖面结构示意图。

图5为本发明旋转支撑机构的局部剖面结构示意图。

图6为本发明放置块的局部剖面结构示意图。

图中：1、底部支撑架；2、横向支撑定位机构；201、滑板；202、竖向固定柱；203、横向连接板；204、调节螺杆；205、电机定位板；206、固定支撑板；207、测量件限位板；208、缓冲板；209、支撑弹簧；210、导向杆；3、底部调节定位板；4、旋转支撑机构；401、端部支撑架；402、轴承包；403、转向电机；404、连接轴；405、旋转连接架；406、支撑框架；407、加强筋支架；408、支撑轴；5、限位导向机构；501、限位柱；502、连接套杆；503、顶部支撑架；504、限位弧板；6、伺服电机；7、减速机；8、刚性联轴器；9、力矩检测机构；901、防护壳体；902、放置块；903、力矩传感器；10、膜片式弹性联轴器；11、拨叉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1至图6，本发明提供的一种实施例：一种高精度大量程的力矩测量装置，包括底部支撑架1，底部支撑架1的上端面安装有旋转支撑机构4，旋转支撑机构4包括端部支撑架401、轴承包402、转向电机403、连接轴404、旋转连接架405、支撑框架406、加强筋支架407和支撑轴408，支撑框架406的内侧安装有两个加强筋支架407，支撑框架406的两端均安装有旋转连接架405，旋转连接架405的一侧设置有连接头，旋转连接架405通过连接头焊接固定在支撑框架406的两端，通过旋转连接架405进行连接，使得连接轴404可带动支撑框架406进行转动，旋转连接架405的一侧安装有轴承包402，轴承包402的内侧设置有轴承，连接轴404与支撑轴408均通过轴承连接固定在轴承包402的内侧，可通过轴承包402对连接轴404与支撑轴408进行支撑，便于结构进行传动，轴承包402的下端面安装有端部支撑架401，其中一个端部支撑架401的一侧安装有横向支撑定位机构2，其中一个轴承包402的内侧安装有连接轴404，连接轴404的一端安装有转向电机403，另一个轴承包402的内侧安装有支撑轴408，支撑框架406的下端面安装有减速机7；

减速机7的下端面安装有伺服电机6，伺服电机6底端的一侧安装有底部调节定位板3，支撑框架406的上端面安装有刚性联轴器8，刚性联轴器8的外侧安装有限位导向机构5，可对旋转时的结构进行限位，降低转动过程中产生的挠度，刚性联轴器8的上端面安装有力矩检测机构9，力矩检测机构9包括防护壳体901、放置块902和力矩传感器903，力矩传感器903的外侧安装有两个放置块902，放置块902的外侧安装有防护壳体901，其中一个防护壳体901的上端面安装有膜片式弹性联轴器10，膜片式弹性联轴器10的上方安装有拨叉11，整体通过对被测件进行进行力矩测量，测量量程大、精度高，能够对力矩传感器起到保护作用，且可对竖向和横向两种状态进行测量。

横向支撑定位机构2包括滑板201、竖向固定柱202、横向连接板203、调节螺杆204、电机定位板205、固定支撑板206、测量件限位板207、缓冲板208、支撑弹簧209和导向杆210，横向连接板203的两端均安装有滑板201，滑板201的上端面安装有竖向固定柱202，其中一个竖向固定柱202的内侧安装有电机定位板205，电机定位板205一端的内侧安装有调节螺杆204，另一个竖向固定柱202的一侧安装有固定支撑板206，固定支撑板206的上端面安装有四个支撑弹簧209，支撑弹簧209的内侧安装有导向杆210，支撑弹簧209的上端面安装有缓冲板208，缓冲板208的上端面安装有两个测量件限位板207，可对横向状态被测件进行测量和支撑。

限位导向机构5包括限位柱501、连接套杆502、顶部支撑架503和限位弧板504，顶部支撑架503下端面的四个端角安装有限位柱501，限位柱501的外侧安装有连接套杆502，连接套杆502的一端安装有限位弧板504，可对旋转时的结构进行限位，降低转动过程中产生的挠度。

端部支撑架401的上端面设置有限位槽，轴承包402的下端面通过螺钉连接固定在限位槽的内侧，轴承包402的内侧设置有轴承，连接轴404与支撑轴408均通过轴承连接固定在轴承包402的内侧，可通过轴承包402对连接轴404与支撑轴408进行支撑，便于结构进行传动。

连接轴404的一端与支撑轴408的一端均通过螺钉连接固定有旋转连接架405，旋转连接架405的一侧设置有连接头，旋转连接架405通过连接头焊接固定在支撑框架406的两端，加强筋支架407通过螺钉连接固定在支撑框架406的内侧，通过旋转连接架405进行连接，使得连接轴404可带动支撑框架406进行转动。

力矩检测机构9与减速机7通过刚性联轴器8连接，防护壳体901一端的内侧设置有连接杆，且连接杆的一端延伸至放置块902一端的内侧，放置块902的内侧设置有安装槽，力矩传感器903设置在安装槽的内侧。

防护壳体901与拨叉11通过膜片式弹性联轴器10连接，拨叉11通过螺钉连接固定在膜片式弹性联轴器10上端的外侧，拨叉11的上端面设置有定位头，可通过定位头对被测件进行定位，便于进行转动。

滑板201的上端面设置有滑槽，竖向固定柱202的下端延伸至滑槽的内侧，其中一个竖向固定柱202上端的内侧设置有凹槽，电机定位板205的一端延伸至凹槽的内侧，电机定位板205一端的内侧设置有螺纹孔，调节螺杆204的下端贯穿电机定位板205的一端通过螺纹连接固定在竖向固定柱202上端的内侧，在调节螺杆204的上端面设置有旋转手柄，操作旋转手柄带动调节螺杆204进行旋转，进而通过螺纹连接带动电机定位板205进行高度的调节，进而对伺服电机6的水平角度进行微调，使得检测更准确。

固定支撑板206的一端焊接固定在其中一个竖向固定柱202的一侧，固定支撑板206与缓冲板208通过四个支撑弹簧209连接，缓冲板208的上端面设置有腰型孔，测量件限位板207通过螺栓连接固定在缓冲板208的上端面，使得缓冲板208受到按压进而通过支撑弹簧209进行缓冲，便于降低结构使用的震动感。

顶部支撑架503通过螺钉连接固定在限位柱501的上端面，连接套杆502的一端通过螺纹连接固定在限位柱501的外侧，连接套杆502的另一端焊接固定有限位弧板504，限位弧板504的一侧设置有弧形槽，使得限位弧板504一端设置有的弧形槽对防护壳体901进行限位，防止在使用过程中发生片结构偏移，且通过顶部支撑架503可对拨叉11进行导向。

使用时，检查各零件的功能是否完好，根据被测件的测量需求对整体结构进行调整，具体为需要进行竖向力矩检测时，将被测件放置在拨叉11的上端面，在拨叉11的上端面设置有定位头，可对被测件进行定位，接通电源，启动伺服电机6，使得减速机7将伺服电机6的转速进行降低后带动刚性联轴器8进行旋转，在刚性联轴器8的上端设置有连接杆，使得刚性联轴器8通过连接杆带动其中一个放置块902进行转动，其中四个限位柱501的下端通过螺纹连接延伸至支撑框架406的内侧，使得限位弧板504一端设置有的弧形槽对防护壳体901进行限位，防止在使用过程中发生片结构偏移，且通过顶部支撑架503可对拨叉11进行导向，降低被测件在旋转时造成的挠度，在伺服电机6带动拨叉11进行旋转时，力矩传感器903通过应变片的变形量就能测量出被测件的启动力矩、瞬时力矩和平均力矩，当需要对横向被测件进行测量时，启动转向电机403，使得转向电机403带动连接轴404进行旋转，轴承包402通过轴承连接在连接轴404与支撑轴408的外侧，其中端部支撑架401对轴承包402进行支撑和固定，连接轴404的一端与旋转连接架405相对固定，进而通过旋转连接架405带动支撑框架406进行旋转，减速机7通过螺钉连接固定在支撑框架406的下端面，使得支撑框架406带动刚性联轴器8、力矩检测机构9、膜片式弹性联轴器10和拨叉11进行旋转，当拨叉11转至水平状态时，将竖向固定柱202通过滑板201上端面设置有的滑槽进行推动，使得电机定位板205对伺服电机6进行支撑，将被测件放置在缓冲板208的上端面，且与拨叉11连接，使得缓冲板208受到按压进而通过支撑弹簧209进行缓冲，便于降低结构使用的震动感，在缓冲板208的上端面设置有腰型孔，可通过螺栓将测量件限位板207在缓冲板208的上端面进行滑动固定，进而对被测件进行一定的限位，避免被测件在旋转时不发生脱落，在调节螺杆204的上端面设置有旋转手柄，操作旋转手柄带动调节螺杆204进行旋转，进而通过螺纹连接带动电机定位板205进行高度的调节，进而对伺服电机6的水平角度进行微调，使得检测更准确。