专利名称：旋转零件变形量的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量领域，具体地说是一种旋转零件变形量的测量装置。
背景技术：
在机电控制领域，经常遇到需要实时测量力矩的大小。例如，在电动助力自行车领域，要求电动机的输出功率与人骑行时施加的力矩的大小成一定的比例。人骑自行车时施加的力矩是每时每刻都在变化的。因此，为了控制电动机的输出功率，必须实时测量出力矩的大小。测量力矩，一般是通过测量物体在力矩作用下产生的变形量的大小来实现的。对于静止的物体，测量它的变形量十分容易。但是，在力矩作用下，物体作旋转运动，如果直接测量它的变形量，那么测量到的信号也是旋转的，这就存在着一个如何把信号引出的问题。[0003] 目前，一般使用电刷把旋转信号引出。但是电刷在旋转时磨损产生的金属碎片造成接触电阻不稳定，对传输的信号有干扰，严重时使信号不能使用。因此，研究一种新的、简单而可靠的测量旋转零件变形的测量装置是很有意义的。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种旋转零件变形量的测量装置，它解决了上述现有技术所存在的问题，能够将旋转物体的变形量取出，变为静止物体的变形量再加以测量，以得到稳定的被测信号。 本实用新型的技术解决方案如下 —种旋转零件变形量的测量装置，包括环形弹簧、带开口的内薄壁环、磁钢以及霍尔元件； 所述带开口的内薄壁环贴合环形弹簧内圈，带开口的内薄壁环的开口两侧分别安装磁钢和霍尔元件。 所述旋转零件变形量的测量装置还包括一带开口的外薄壁环，设置在环形弹簧与带开口的内薄壁环之间，带开口的外薄壁环的外圈贴合环形弹簧，随环形弹簧旋转，带开口的外薄壁环的内圈贴合带开口的内薄壁环。 所述带开口的内薄壁环和带开口的外薄壁环的材料都是耐磨材料。 所述环形弹簧、带开口的外薄壁环以及带开口的内薄壁环的横截面形状均为近圆形。 所述旋转零件变形量的测量装置还包括一薄层耐磨材料，设置在环形弹簧与带开口的内薄壁环之间，薄层耐磨材料的外圈贴合环形弹簧，随环形弹簧旋转，薄层耐磨材料的内圈贴合带开口的内薄壁环。 所述环形弹簧、薄层耐磨材料以及带开口的内薄壁环的横截面形状均为近圆形。[0013] 本实用新型通过测量旋转零件的变形量确定作用于旋转零件的力矩的大小。为此，在旋转零件上安装一个环形弹簧，使力矩通过弹簧再作用于旋转零件。由于弹簧也作旋转运动，为了避免直接测量它的变形量，将一个静止的开口薄壁环安置在环形弹簧的内侧，使两者具有相同的变形。测量出薄壁环开口处的变形量就是弹簧的变形量。由于弹簧是旋转的，开口薄壁环是静止的，它们之间有相对运动，因此产生摩擦。为了减少磨损，薄壁环用耐磨的材料制成，并在环形弹簧和薄壁环之间再加一个由耐磨材料制成的薄壁环，此薄壁环与环形弹簧一起旋转；或在环形弹簧内侧贴一薄层耐磨材料，代替这个薄壁环。开口薄壁环的变形量利用磁钢和霍尔元件测量。 本实用新型由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优势[0015] 本实用新型通过两个开口薄壁环将环形弹簧旋转状态下的周向变形转化为静止状态的开口薄壁环的变形，解决了旋转零件周向变形的测量问题。弹簧的变形量与作用于它的力成正比。因此，本实用新型的测量装置结构简单，测量精度高，其磨损对测量精度的影响很小。

附图是本实用新型的一种旋转零件变形量的测量装置的结构示意图。[0017] 图中标号 1为环形弹簧，2为带开口的外薄壁环，3为带开口的内薄壁环，4为磁钢，5为霍尔元件。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。[0020] 实施例1 参看附图，本实用新型的一种旋转零件变形量的测量装置主要由环形弹簧1、带开口的外薄壁环2、带开口的内薄壁环3、磁钢4以及霍尔元件5组成。 带开口的内薄壁环3贴合环形弹簧1内圈，带开口的内薄壁环3的开口两侧分别安装磁钢4和霍尔元件5。带开口的外薄壁环2设置在环形弹簧1与带开口的内薄壁环3之间，带开口的外薄壁环2的外圈贴合环形弹簧1，随环形弹簧1旋转，带开口的外薄壁环2的内圈贴合带开口的内薄壁环3。 带开口的内薄壁环3和带开口的外薄壁环2的材料都是耐磨材料。环形弹簧1、带开口的外薄壁环2以及带开口的内薄壁环3的横截面形状均为近圆形。[0024] 继续参看附图，实际使用中，环形弹簧1安装在旋转零件(图中未画出)上，推动零件转动的力矩通过它传递给旋转零件。在力的传递过程中，环形弹簧1的两端A、 B产生一对作用力P，使环形弹簧1产生拉伸变形，A、B两点之间的距离縮小。带开口的外薄壁环2紧贴地安装在环形弹簧1的内侧，与环形弹簧1 一起旋转，另一带开口的内薄壁环3紧贴安装在带开口的外薄壁环2的内侧，带开口的内薄壁环3固定不动，带开口的内薄壁环3的开口的两侧分别安装磁钢4和霍尔元件5。 环形弹簧1的两端点A、B间的距离较近，也就是说，环形弹簧1和两个开口薄壁环都接近于一个圆，并且它们之间相互紧贴，所以它们的变形量十分接近。因此，磁钢和霍尔元件测量出的变形量就等于弹簧的变形量。利用这一变形量就可以计算出力P的大小。[0026] 两个开口薄壁环都用耐磨材料制成，它们的形状是这样的在自然状态下，它们之间紧密接触，但相互作用力非常小。由于环的壁很薄，在力P的作用下，相互之间的作用力也是不大的。因此，运动时相互之间的摩擦力很小，磨损也很小。长时间使用而产生的磨损
量对测量精度影响不大，而且这种磨损对信号的传输也没有影响。 实施例2 参看附图，本实用新型的一种旋转零件变形量的测量装置主要由环形弹簧1、薄层耐磨材料(相当于带开口的外薄壁环2)、带开口的内薄壁环3、磁钢4以及霍尔元件5组成。[0029] 带开口的内薄壁环3贴合环形弹簧1内圈，带开口的内薄壁环3的开口两侧分别安装磁钢4和霍尔元件5。薄层耐磨材料设置在环形弹簧1与带开口的内薄壁环3之间，薄层耐磨材料的外圈贴合环形弹簧l，随环形弹簧1旋转，薄层耐磨材料的内圈贴合带开口的内薄壁环3。 环形弹簧1、薄层耐磨材料以及带开口的内薄壁环3的横截面形状均为近圆形。[0031 ] 在实际使用中，可采用薄层耐磨材料代替带开口的外薄壁环2，不会影响具体的测量结果。 综上可知，本实用新型通过两个开口薄壁环将环形弹簧旋转状态下的周向变形转化为静止状态的开口薄壁环的变形，解决了旋转零件周向变形的测量问题。弹簧的变形量与作用于它的力成正比。因此，本实用新型的测量装置结构简单，测量精度高，其磨损对测量精度的影响很小。 当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对上述实施例的变换、变型都将落在本实用新型权利要求的范围内。
权利要求一种旋转零件变形量的测量装置，其特征在于，包括环形弹簧、带开口的内薄壁环、磁钢以及霍尔元件；所述带开口的内薄壁环贴合环形弹簧内圈，带开口的内薄壁环的开口两侧分别安装磁钢和霍尔元件。
2. 根据权利要求1所述的旋转零件变形量的测量装置，其特征在于，还包括一带开口 的外薄壁环，设置在环形弹簧与带开口的内薄壁环之间，带开口的外薄壁环的外圈贴合环 形弹簧，随环形弹簧旋转，带开口的外薄壁环的内圈贴合带开口的内薄壁环。
3. 根据权利要求2所述的旋转零件变形量的测量装置，其特征在于，所述带开口的内 薄壁环和带开口的外薄壁环的材料都是耐磨材料。
4. 根据权利要求2所述的旋转零件变形量的测量装置，其特征在于，所述环形弹簧、带开口的外薄壁环以及带开口的内薄壁环的横截面形状均为近圆形。
5. 根据权利要求1所述的旋转零件变形量的测量装置，其特征在于，还包括一薄层耐 磨材料，设置在环形弹簧与带开口的内薄壁环之间，薄层耐磨材料的外圈贴合环形弹簧，随 环形弹簧旋转，薄层耐磨材料的内圈贴合带开口的内薄壁环。
6. 根据权利要求5所述的旋转零件变形量的测量装置，其特征在于，所述环形弹簧、薄 层耐磨材料以及带开口的内薄壁环的横截面形状均为近圆形。
专利摘要本实用新型涉及一种旋转零件变形量的测量装置，它包括环形弹簧、带开口的内薄壁环、磁钢以及霍尔元件。所述带开口的内薄壁环贴合环形弹簧内圈，带开口的内薄壁环的开口两侧分别安装磁钢和霍尔元件。本实用新型通过两个开口薄壁环将环形弹簧旋转状态下的周向变形转化为静止状态的开口薄壁环的变形，通过测量旋转零件的变形量确定作用于旋转零件的力矩的大小，解决了旋转零件周向变形的测量问题。因此，本实用新型的测量装置结构简单，测量精度高，其磨损对测量精度的影响很小。
文档编号G01B7/16GK201527264SQ20092021394
公开日2010年7月14日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者叶雪峰 申请人:叶雪峰