無線供電及傳輸的重載聯軸器的制作方法

本發明涉及一種無線供電及傳輸的重載聯軸器。

背景技術：

至今，重載機械傳動的傳動扭矩是旋轉機械傳動軸的重要參數，關系到傳動軸的載荷能力、壽命和安全性，動態扭矩信號能實時、準確、持續地測出傳動軸的扭矩，對于合理使用傳動軸、發現機械故障以及優化設計具有重要意義。

目前，大部分聯軸器不具備動態扭矩信號實時監控功能（如專利號為CN104196912B和CN103573841B的發明專利），帶扭矩信號監控的聯軸器較多采用有線方式進行扭矩信號的輸出（如專利號為CN103424216B和CN102798493B的發明專利），少數采用無線輸送扭矩信號的（如專利號為CN 102628717 A的發明專利），但該專利并不能解決無線供電問題。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術的不足而提供一種無線供電及傳輸的重載聯軸器，聯軸器以軸套結構和脹緊方式連接重載傳動軸，以動態響應高、制造成本低的應變片測量聯軸器動態扭矩，可實現扭矩信號的無線傳輸及實現測量模塊的無線供電。

為了達到上述目的，本發明是這樣實現的，其是一種無線供電及傳輸的重載聯軸器，其特征在于包括：

聯軸器結構；所述聯軸器結構的左端部與外界主動軸軸連接，所述聯軸器的右端部與外界重載傳動軸軸連接；

無線供電模塊；所述無線供電模塊包括無線供電結構、無線受電結構及可充電電源；所述無線供電結構與外界電源電連接，所述無線受電結構固定設在聯軸器結構的左端面上，所述可充電電源設在聯軸器結構上，無線受電結構與可充充電電源的輸入端電連接,所述無線供電結構將電能無線輸送至無線受電結構上；

無線傳輸模塊；所述無線傳輸模塊包括信號處理及無線發送裝置及無線接收裝置，所述信號處理及無線發送裝置設在聯軸器結構上，信號處理及無線發送裝置可將信號無線傳輸至位于外界的無線接收裝置上，信號處理及無線發送裝置與可充電電源電連接；以及

應變測量模塊；所述應變測量模塊包括第一應變片、第二應變片、第三應變片、第四應變片；其中所述第一應變片、第二應變片、第三應變片及第四應變片均設在聯軸器結構上，第一應變片與聯軸器結構的主母線呈正45°，第二應變片與聯軸器結構的對母線呈正45°，所述第三應變片與聯軸器結構主母線呈負45°，第四應變片與聯軸器結構的對母線呈負45°，第一應變片、第二應變片、第三應變片、第四應變片、信號處理及無線發送裝置及可充充電電源組合形成惠斯通電橋，該惠斯通電橋檢測聯軸器結構的主應變并將該主應變并轉換為電壓信號。

在本技術方案中，所述聯軸器結構包括聯軸器主體、輸入側錐套及輸出側錐套，所述聯軸器主體為空心結構，聯軸器主體中段部分的孔徑小于左右兩段部分的孔徑，聯軸器主體中段內孔為圓柱孔，聯軸器主體左、右兩段內孔為錐形孔，所述輸入側錐套插設在聯軸器主體左側的錐形孔中，所述輸出側錐套插設在聯軸器主體右側的錐形孔中，所述第一應變片、第二應變片、第三應變片、第四應變片及信號處理及無線發送裝置均設在位于聯軸器主體上，所述無線受電結構設在輸入側錐套的左端面上，所述外界主動軸與輸入側錐套軸連接，外界重載傳動軸插與輸出側錐套軸連接。

在本技術方案中，所述輸入側錐套上設有與軸線平行的第一收縮縫，在所述輸出側錐套上設有與軸線平行的第二收縮縫。

在本技術方案中，所述無線供電結構包括供電線圈及能量發送裝置，所述供電線圈固定繞設在外界主動軸周圍，所述供電線圈輸入端與外界電源電連接，供電線圈的輸出端與無線發射器的輸入端電連接；所述無線受電結構包括受電線圈及能量接收裝置,所述受電線圈及無線接收器固定設在聯軸器結構的左端面，受電線圈繞設在外界主動軸周圍，所述能量接收裝置的輸入端接受能量發送裝置輸出端發射的電能量，能量接收裝置的輸出端與受電線圈的輸入端電連接，所述受電線圈的輸出端與可充電電源的輸入端電連接，所述供電線圈與受電線圈同軸相對。

在本技術方案中，所述聯軸器主體是彈性軸體。

在本技術方案中，所述信號處理及無線發送裝置設在聯軸器結構的中段。

本發明與現有技術相比的優點為：聯軸器以軸套結構和脹緊方式連接重載傳動軸；以動態響應高、制造成本低的應變片測量聯軸器動態扭矩，可實現扭矩信號的無線傳輸及實現測量模塊的無線供電。

附圖說明

圖1是本發明的立體圖；

圖2是本發明的俯視圖；

圖3是圖2的A-A剖視圖；

圖4是圖3中的局部B的放大圖

圖5是本發明的分解圖；

圖6是本發明無線傳輸模塊及應變測量模塊的結構示意圖；

圖7是惠斯通電橋的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明。在此需要說明的是，對與這些實施方式的說明用與幫助理解本發明，但并不構成對本發明的限定。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以互相結合。

在本發明描述中,術語 “左”及“右”等指示的方位或位置關系為基與附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便與描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，術語“第一”及“第二”僅用與描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖1至圖6所示，其是一種無線供電及傳輸的重載聯軸器，包括：

聯軸器結構1；所述聯軸器結構1的左端部與外界主動軸軸連接，所述聯軸器1的右端部與外界重載傳動軸軸連接；

無線供電模塊；所述無線供電模塊包括無線供電結構2、無線受電結構5及可充電電源3；所述無線供電結構2與外界電源電連接，所述無線受電結構5固定設在聯軸器結構1的左端面上，所述可充電電源3設在聯軸器結構1上，無線受電結構5與可充充電電源3的輸入端電連接,所述無線供電結構2將電能無線輸送至無線受電結構5上；以及

無線傳輸模塊；所述無線傳輸模塊包括信號處理及無線發送裝置4及無線接收裝置，所述信號處理及無線發送裝置4設在聯軸器結構1上，信號處理及無線發送裝置4可將信號無線傳輸至位于外界的無線接收裝置上，信號處理及無線發送裝置4與可充電電源3電連接；以及

應變測量模塊；所述應變測量模塊包括第一應變片6、第二應變片7、第三應變片8及第四應變片9；其中所述第一應變片6、第二應變片7、第三應變片8及第四應變片9均設在聯軸器結構1上，第一應變片6與聯軸器結構1的主母線呈正45°，第二應變片7與聯軸器結構1的對母線呈正45°，所述第三應變片8與聯軸器結構1主母線呈負45°，第四應變片9與聯軸器結構1的對母線呈負45°，第一應變片6、第二應變片7、第三應變片8、第四應變片9、信號處理及無線發送裝置4及可充充電電源3組合形成惠斯通電橋（惠斯通電橋為公知技術，如圖7所示），該惠斯通電橋檢測聯軸器結構1的主應變并將該主應變并轉換為電壓信號。

工作時，主動軸通過聯軸器結構1帶動重載傳動軸轉動，第一應變片6、第二應變片7、第三應變片8、第四應變片9、信號處理裝置4及可充充電電源3組合形成惠斯通電橋，該惠斯通電橋檢測聯軸器結構1的主應變，并將該主應變并轉換為電壓信號，可充電電源3為電橋供電，信號處理裝置4將電壓信號放大，并以無線WIFI信號方式實時發送到控制器，用戶通過控制器可以準確的測量出聯軸器結構1的動態扭矩。

在本實施例中，所述聯軸器結構1包括聯軸器主體11、輸入側錐套12及輸出側錐套13，所述聯軸器主體11為空心結構，聯軸器主體11中段部分的孔徑小于左右兩段部分的孔徑，聯軸器主體11中段內孔為圓柱孔，聯軸器主體11左、右兩段內孔為錐形孔，所述輸入側錐套12插設在聯軸器主體11左側的錐形孔中，所述輸出側錐套13插設在聯軸器主體11右側的錐形孔中，所述第一應變片6、第二應變片7、第三應變片8、第四應變片9及信號處理及無線發送裝置4均設在位于聯軸器主體11上，所述無線受電結構5設在輸入側錐套12的左端面上，所述外界主動軸與輸入側錐套12軸連接，外界重載傳動軸與輸出側錐套13軸連接。

在本實施例中，所述輸入側錐套12上設有與軸線平行的第一收縮縫121，在所述輸出側錐套13上設有與軸線平行的第二收縮縫131。裝配時，第一收縮縫121使輸入錐套12在徑向具有彈性變形能力，第二收縮縫121使輸出錐套13在徑向具有彈性變形能力，輸入錐套12可實現以脹緊式與外界主動軸軸連接，輸出錐套13可實現以脹緊式與外界重載傳動軸軸連接，輸入錐套12可實現以脹緊式插設在聯軸器主體11的左端，輸出錐套13可實現以脹緊式插設在聯軸器主體11的右兩端。

在本實施例中，所述無線供電結構2包括供電線圈21及能量發送裝置22，所述供電線圈21固定繞設在外界主動軸周圍，所述供電線圈21輸入端與外界電源電連接，供電線圈21的輸出端與無線發射器22的輸入端電連接；所述無線受電結構5包括受電線圈51及能量接收裝置52,所述受電線圈51及無線接收器2固定設在聯軸器結構1的左端面，受電線圈51繞設在外界主動軸周圍，所述能量接收裝置52的輸入端接受能量發送裝置22輸出端發射的電能量，能量接收裝置52的輸出端與受電線圈51的輸入端電連接，所述受電線圈51的輸出端與可充電電源3的輸入端電連接，所述供電線圈21與受電線圈51同軸相對。工作時，受電線圈51與聯軸器結構1一起轉動，供電線圈21與受電線圈51同軸相對，在動與不動之間實現電力的無線輸送，受電線圈51的輸出端與可充電電源3輸入端電連接，為可充電電源3進行充電。

在本實施例中，所述聯軸器主體11是彈性軸體。

在本實施例中，所述信號處理及無線發送裝置4設在聯軸器結構1的中段。

以上結合附圖對本發明的實施方式作出詳細說明，但本發明不局限與所描述的實施方式。對與本領域的普通技術人員而言，在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下對這些實施方式進行多種變化、修改、替換及變形仍落入在本發明的保護范圍內。