動扭傳感器的動態標定裝備的制作方法

本發明屬于傳感測量用具技術領域，尤其涉及一種動扭傳感器的動態標定裝備。

背景技術：

動扭傳感器的動態標定裝備主要應用在動態扭矩傳感器的動態標定上，在旋轉的同時，提供一定的扭矩輸出，具備轉速、扭矩雙參數不定額變比的特性。該裝備專業性較強，外部市場應用較少，經調研未在國內發現進行動扭測試設備的供給公司。近年來，動態扭矩傳感器的標定僅僅停留在靜態標定的階段，也就是標定時僅存在扭矩信息，不能供給轉速輸出，結合動扭傳感器的標定需要，必須對該裝備進行統一研制。

國內的動態扭矩傳感器應用市場較大，但是主要被國外產品所壟斷，國內生產的動扭傳感器在工業現場應用時動態性能不穩定，其根本問題就在于傳感器出廠時并未進行動態測試；國外有個別的公司自行研制了動扭傳感器的標定設備，但是其對應的動態扭矩傳感器價格昂貴、維修復雜、訂貨周期長，大范圍推廣存在難點。

因此，如何完成動扭傳感器出廠前的動態測試，標示上傳感器的動態特性參數，設計一款速度、扭矩雙參數協調變化的動態標定裝備，是本領域技術人員急需解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決以上所述的技術問題，提供一種結構緊湊的能夠實現速度、扭矩雙參數協調調整的動扭傳感器的動態標定裝備，其技術方案如下：

動扭傳感器的動態標定裝備，其特征在于，包括：電機驅動連接結構、軸系傳導結構、采樣處理結構、中央處理結構、框體支架結構、觸屏顯示結構；所述電機驅動連接結構包括電機，電機的定子部分和框體支架結構固定連接，電機的轉子部分驅動軸系傳導結構轉動；軸系傳導結構一端通過皮帶連接電機的轉子部分，另一端通過皮帶和負載連接；采樣處理結構、中央處理結構、觸屏顯示結構是動態標定裝備的控制系統實現觸屏控制、信號采集、信息比對以及結果輸出；通過點選觸屏顯示結構使得中央處理結構控制采樣處理結構完成信息比對實現動扭傳感器的動態標定。

優選方式為，框體支架結構為鋼結構結合焊接、螺釘固接連為一體，外殼采用橫向拉門結構，通過電氣設計，必須先進行橫向關閉拉門，整臺設備內部才能上電操作，保證動扭傳感器標定的安全性。

優選方式為，軸系傳導結構兩端皮帶傳導電機端進行降速增扭，負載端進行降扭增速，增降比均為1:3。

優選方式為，軸系傳導結構處設置有皮帶張緊裝置，皮帶張緊裝置包括擺架和調節螺母，通過調節調節螺母，使得擺架進行擺動，從而改變皮帶輪之間的中心距來調節皮帶的張緊力。

優選方式為，軸系傳導結構上設置有三個軸承座進行旋轉支撐，軸承座的旋轉支撐部分靠近皮帶輪處軸承為圓柱滾子軸承，能承受較大的皮帶張力，中間部位的軸承座內部采用深溝球軸承，減小中間傳輸的摩擦阻力，更加準確的進行扭矩以及轉速信息傳輸。

優選方式為，動態標定裝備側面放置一蓄水池，通過抽水泵進行水的循環流動對軸系傳導結構的負載端進行冷卻降溫。

優選方式為，框體支架結構開設內部狀態觀測小窗口，在框架內部設置照明燈。

本發明提供的動扭傳感器的動態標定裝備，在使用的時候，六個組成部分分別從機械結構設計、硬件電氣設計、軟件算法設計三大部分支撐動扭傳感器動態標定的精確、穩定測試。所述電機驅動連接結構是動扭傳感器的動態標定裝備的動力源，電機選擇變頻電機，通過頻率的變化控制轉速變化，變頻電機定子部分和框體支架結構固定連接，轉子部分驅動軸系傳導結構轉動，采樣處理結構、中央處理結構、觸屏顯示結構是動態標定裝備的控制系統實現觸屏控制、信號采集、信息比對以及結果輸出。軸系傳導結構一端通過皮帶連接電機驅動連接結構，另一端通過皮帶和負載連接，負載為電渦流測功機，其加載測試可靠性、穩定性較高，負載的轉速從電機端傳遞過來，另一端跟負載連接實現加載，兩端皮帶均為三根皮帶傳輸。軸系傳導結構距離跨度較大，設置三個軸承座進行旋轉支撐，保證較高的同軸旋轉精度。框體支架結構框體為鋼結構結合焊接、螺釘固接連為一體，外殼采用橫向拉門結構，進行兩端拉門，為了便于電氣維護，在側面以及背面進行電氣柜開門。

本發明與現有技術相比的優點在于：

（1）本發明彌補了國內市場上動態扭矩傳感器動態標定裝備的空白及缺項，為動扭傳感器的動態標定提供了可能性。

（2）本發明將安全因素考慮為第一要素，由于動扭標定轉速與扭矩的乘積和功率相關，隨著轉速扭矩增加、功率增大，發熱也變大不安全因素難以控制，因此本設備必須關門才能上電操作，并留有觀測窗口，可以實時進行狀態監測。

（3）本發明應用了觸屏技術，和數控加工中心具備類似的觸屏操作，可以在觸屏上選擇加載的控制流程，可以方便的進行數據的輸出存儲。

（4）本發明傳感器動態標定時，采用滑鍵結構，傳感器拆裝方便，易于標定效率的提高。

（5）本發明的控制采用plc，現場抗干擾能力較強，利于傳感器標定精度的本質提高。

（6）本發明電機基座與支架之間加裝了減振器，減少了機械運轉時的電機擾動帶來的系統振動，也減少了測試過程中的噪聲。

附圖說明

圖1為本發明的示意圖；

圖2為本發明皮帶傳動中皮帶結構部分示意圖；

圖3為本發明軸系傳導結構部分示意圖；

圖4為本發明皮帶傳動張緊結構示意圖；

圖5為本發明軸系傳導結構滑鍵部分示意圖；

圖6為本發明動殼體與地之間的連接視圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明一種動扭傳感器的動態標定裝備由電機驅動連接結構、軸系傳導結構、采樣處理結構、中央處理結構、框體支架結構、觸屏顯示結構等六部分組成。六個組成部分分別從機械結構設計、硬件電氣設計、軟件算法設計三大部分支撐動扭傳感器動態標定的精確、穩定測試。

所述電機驅動連接結構1是動扭傳感器的動態標定裝備的動力源，電機為4極45kw變頻電機，頻率的變化范圍：1-130hz，轉速控制在0-3500rpm，電機定子部分和框體支架結構5固定連接，轉子部分驅動軸系傳導結構2轉動，采樣處理結構3、中央處理結構4、觸屏顯示結構6是動態標定裝備的控制系統實現觸屏控制、信號采集、信息比對以及結果輸出。電機驅動連接結構1橫臥于框體支架結構5底部，在電機及支架部分設置了2個減振器用以保證整體設備運轉的平穩性。

軸系傳導結構2一端通過皮帶連接電機驅動連接結構1，另一端通過皮帶和負載連接，負載為電渦流測功機，其加載測試可靠性、穩定性較高，負載的轉速為20-3600rpm，可以吸收功率45kw。皮帶輪上有的皮帶溝槽，兩端皮帶均為三根皮帶傳輸。皮帶選用繩芯結構，202為頂膠、203為抗拉體、204為底膠、205為包布。由于軸系傳導結構2距離跨度較大，設置三個軸承座進行旋轉支撐，保證較高的同軸旋轉精度。如圖3所示214為傳動軸系，軸承座211旋轉支撐部分靠近皮帶輪處軸承為圓柱滾子軸承215，其中213為軸承端蓋，用內六角圓柱頭螺釘212將軸承從軸向緊固在軸承座211上，這種軸承的選取能使軸系在張力處承受較大的皮帶拉力。中間部位的軸承座內部采用深溝球軸承216，這樣可以減小中間傳輸的摩擦阻力，更加準確的進行扭矩以及轉速信息傳輸。軸系傳導結構2兩端皮帶傳導電機端進行降速增扭，負載端進行降扭增速，增降比均為1:3，此外，為了保證傳輸的連續性均設置了皮帶張緊裝置如圖4所示。該裝置為擺架式定期改變皮帶輪之間的中心距來調節帶的張緊力，使帶在松垮以后重新張緊。224為擺架，調整時，先松開227固定螺釘，調節調節螺母225，使得擺架向下擺動，調整到指定位置，鎖死225調節螺母，然后固定緊固螺釘227，將電機調到所需要的位置。軸系傳導結構2被測傳感器的連接為了結構的緊湊性，如圖5所示，聯軸器部分采用滑鍵結構，便于安裝及拆卸。其中，231、233為左右兩端軸套，235為傳動軸，安裝被測傳感器時，231、233可以向兩端滑動，將傳感器放倒指定位置，再滑動231、233到軸上。234為傳動用的鍵，通過232固定螺釘固定在234軸上。負載端將吸收能力轉化為熱，為降低溫度，由于水的比熱容較大，用循環水進行冷卻，在動態標定裝備側面放置一蓄水池，通過抽水泵進行水的循環流動。

采樣處理結構3配置一臺高精度雙量程動態扭矩傳感器，該傳感器輸出數字信號，將標定信息傳輸給中央處理結構4。中央處理結構4采用plc進行控制，其工業現場的抗干擾性能較高。

框體支架結構5外殼采用橫向拉門結構，通過電氣設計，必須先進性橫向關閉拉門，整臺設備內部才能上電操作，保證動扭傳感器標定的安全性。框體支架結構5和地面通過地腳螺栓連接，地腳螺栓在地面開槽后預埋螺栓再進行水泥澆灌，如圖6所示。除此以外框體支架結構5開設內部狀態觀測小窗口，在框架內部設置照明燈。

總之，本發明彌補了國內市場上動態扭矩傳感器動態標定裝備的空白及缺項，為動扭傳感器的動態標定提供了可能性。設計之初將安全因素考慮為第一要素，由于動扭標定轉速與扭矩的乘積和功率相關，隨著轉速扭矩增加、功率增大，發熱也變大不安全因素難以控制，因此本設備必須關門才能上電操作，并留有觀測窗口，可以實時進行狀態監測。此外，本發明應用了觸屏技術，和數控加工中心具備類似的觸屏操作，可以在觸屏上選擇加載的控制流程，可以方便的進行數據的輸出存儲。