一種用于測試車輛風扇的扭矩傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于測試車輛風扇的扭矩傳感器，風扇包括扇片和轉(zhuǎn)軸；傳感器包括同軸向依次連接的信號采集處理模塊、法蘭盤、高速滑環(huán)和測速裝置，轉(zhuǎn)軸內(nèi)壁與信號采集處理模塊的外壁連接。本發(fā)明的實現(xiàn)了在不改變車輛現(xiàn)有裝配結(jié)構(gòu)的情況下，在線測試冷卻風扇實車工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速和扭矩。
【專利說明】
一種用于測試車輛風扇的扭矩傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種扭矩傳感器，具體講涉及一種用于測試車輛風扇的扭矩傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]—些特殊用車輛對于散熱具有較高的要求，作為主要散熱部件的風扇的體工況直接關(guān)系到整車動力輸出的效果?，F(xiàn)有的冷卻風扇的冷卻性能都是采用臺架試驗與設(shè)計計算相結(jié)合得到的，車在其真實工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)很難測得。車輛散熱部件一旦出現(xiàn)問題，所有關(guān)于冷卻風扇的工作參數(shù)都只能通過理論分析推算得到，沒有真實的數(shù)據(jù)可依。
[0003]因此，亟需提供一種新型風扇扭矩傳感器，既能作為風扇傳動裝置的部件，又能在風扇實車工作狀態(tài)下在線測試轉(zhuǎn)速和扭矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種可在實車工作狀態(tài)下測試轉(zhuǎn)速和扭矩的裝置，具體采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種用于測試車輛風扇的扭矩傳感器，所述風扇包括扇片和轉(zhuǎn)軸；所述傳感器包括同軸向依次連接的信號采集處理模塊、法蘭盤、高速滑環(huán)和測速裝置，其改進之處在于，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)壁與所述信號采集處理模塊的外壁連接。
[0006]優(yōu)選地，所述法蘭盤包括依次設(shè)置于同一面的中心盤、懸臂和葉片。
[0007]優(yōu)選地，所述懸臂的數(shù)目為三，其與所述中心盤連接的一端彼此連接形成環(huán)繞所述中心盤的圓環(huán)，其與所述葉片連接的另一端為弧形。
[0008]優(yōu)選地，所述中心盤設(shè)有與所述中心盤軸向平行的固定孔。
[0009]優(yōu)選地，所述懸臂兩側(cè)分別設(shè)置大小和與所述法蘭盤中心軸距離均相同的應(yīng)變片。
[0010]優(yōu)選地，所述葉片外邊緣呈圓弧形，兩側(cè)呈s形結(jié)構(gòu)，所述葉片兩端設(shè)有與所述葉片軸向平行的固定孔。
[0011]優(yōu)選地，所述中心盤豎直方向外壁與所述信號采集處理模塊軸心內(nèi)壁連接，所述法蘭盤的底座豎直方向外壁與所述測速裝置軸心內(nèi)壁連接，所述底座通過螺栓與所述測速裝置連接固定。
[0012]優(yōu)選地，所述測速裝置的傳感器安裝于所述支架上，所述測速裝置的U形槽對準碼盤齒形邊緣。
[0013]優(yōu)選地，所述高速滑環(huán)的引出線與所述測速裝置傳感器的連接線沿所述支架走線并捆綁，所述高速滑環(huán)的定子邊緣擋塊固定在所述支架上，所述高速滑環(huán)采用接觸式供電方式和數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述測速裝置包括帶柵槽的齒盤和發(fā)光晶體管，所述發(fā)光晶體管安裝在所述齒盤側(cè)面。
[0015]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0016](I)本發(fā)明的扭矩傳感器，實現(xiàn)了可在線測試風扇工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速和扭矩，填補了實車狀態(tài)下無法獲得冷卻風扇工作參數(shù)的空白。
[0017](2)本發(fā)明的扭矩信號從采集到處理全程采用有線傳輸且傳輸路徑最短，最大限度避免信號噪聲干擾，有效保證了測量精度。
[0018](3)本發(fā)明采用高速滑環(huán)接觸式傳輸，保證了輸出信號的穩(wěn)定，避免了非接觸式信號傳輸因電磁兼容性帶來的可靠性風險。
[0019](4)本發(fā)明的扭矩傳感器具有足夠的強度和硬度，因此可作為風扇傳動部件使用。
[0020](5)本發(fā)明的法蘭盤適用于特殊尺寸的工況條件，更適用于高速的場合，具有軸向穩(wěn)定性好和精度高的優(yōu)點。
[0021](6)本發(fā)明的扭矩傳感器安裝工序簡單、便于操作，能快速連接到待測動力設(shè)備轉(zhuǎn)軸上，縮短了安裝時間，降低了安裝成本。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的扭矩傳感器總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的法蘭盤上應(yīng)變片的貼片示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的扭矩傳感器安裝位置圖；
[0025]圖4為測速裝置齒盤示意圖；
[0026]圖中:1-信號采集處理模塊；2-法蘭盤；3-高速滑環(huán)；4-測速裝置；5、6、7、8、9、和10-應(yīng)變片；11-扇片；12-轉(zhuǎn)軸；13-外罩殼；14-葉片；15-懸臂；16-中心盤;17-齒盤;18-發(fā)光晶體管
【具體實施方式】
[0027]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0028]本發(fā)明提供了一種用于可測試風扇的扭矩傳感器，兼具風扇傳動裝置部件的功能。如圖1和3所示，該傳感器包括:信號采集處理模塊1、法蘭盤2、高速滑環(huán)3、測速裝置4。風扇包括扇片11和轉(zhuǎn)軸12，轉(zhuǎn)軸12內(nèi)壁與所述信號采集處理模塊I的外壁連接。
[0029]傳感器支架(未示出)伸出部分固定高速滑環(huán)3的定子邊緣擋塊，使定子不會跟隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。測速裝置4的傳感器安裝于上支架上，其U形槽對準碼盤齒形邊緣。高速滑環(huán)3的引出線與轉(zhuǎn)速傳感器的連接線一起沿上支架走線并捆扎，在合適的底部位置打孔穿出。
[0030]如圖2所示，法蘭盤包括依次設(shè)置于同一面的中心盤16、懸臂15和葉片14。應(yīng)變片5,6,7,8,9,10在輻條側(cè)面焊接時采用差動焊接的方式，分別焊接在輻條受力方向的兩個表面。工作時，同組的2個應(yīng)變片5,6,7,8,9,10加上2個固定阻值的精密電阻組成橋式電路。每組電橋的輸出信號對應(yīng)由信號采集處理模塊I中一組獨立的處理電路進行處理。多路處理完成后的數(shù)字應(yīng)力信號在信號輸出部分按預(yù)標定關(guān)系式計算合并，輸出測量的扭矩值。
[0031]如圖3所示，所述傳感器安裝在轉(zhuǎn)軸12處，傳感器本身可作為傳動部件使用，中心盤16豎直方向外壁與信號米集處理模塊軸心內(nèi)壁I連接，法蘭盤2的底座(未不出)豎直方向外壁與測速裝置4軸心內(nèi)壁連接，底座通過螺栓與測速裝置4連接固定。
[0032]如圖4所示，測速裝置4包括帶齒盤17和發(fā)光晶體管18，發(fā)光晶體管18安裝在有柵槽的齒盤側(cè)面。在旋轉(zhuǎn)過程中，發(fā)光晶體管18發(fā)出的紅外線光，由于柵槽的阻隔，光接收管將收到具有一定周期的光信號，光接收管對接收到的光信號進行耦合，通過信號輸出線輸出具有一定周期的脈沖式電壓信號，根據(jù)脈沖式電壓頻率可以計算出轉(zhuǎn)速。
[0033]該傳感器的信號采集處理模塊I隨風扇一起轉(zhuǎn)動，扭矩信號從采集到處理的內(nèi)部傳輸全程采用有線傳輸且傳輸路徑最短，最大限度地避免了信號噪聲干擾，有效保證了測量精度。測量結(jié)果對外輸出采用高速滑環(huán)3接觸式傳輸，保證了輸出信號穩(wěn)定，避免了非接觸式信號傳輸因電磁兼容性而帶來的可靠性風險。
[0034]高速滑環(huán)3含如下重量百分數(shù)的化學成分:C 2.1?2.4%、V 8.4?10%、Cr 5?6.5%、Μο I?1.7%、Ni 2?2.8%、Si 0.6?0.8%、P彡0.03%、S彡0.02%，余量為Fe;齒盤含如下重量百分數(shù)的化學成分:C 0.85?1.2%、Cr I?1.4%、Μη 14?17%、Si 0.4?0.5%、P彡0.05%、S彡0.03%，余量為Fe。
[0035]該傳感器解決了以往坦克裝甲車輛風扇實車工作時扭矩和轉(zhuǎn)速實時測量的難題，填補了國內(nèi)空白。
[0036]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改和等同替換，但這些變化、修改或者等同替換，均在申請待批的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于測試車輛風扇的扭矩傳感器，所述風扇包括扇片和轉(zhuǎn)軸；所述傳感器包括同軸向依次連接的信號采集處理模塊、法蘭盤、高速滑環(huán)和測速裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)壁與所述信號采集處理模塊的外壁連接。2.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述法蘭盤包括依次設(shè)置于同一面的中心盤、懸臂和葉片。3.如權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述懸臂的數(shù)目為三，其與所述中心盤連接的一端彼此連接形成環(huán)繞所述中心盤的圓環(huán)，其與所述葉片連接的另一端為弧形。4.如權(quán)利要求3所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述中心盤設(shè)有與所述中心盤軸向平行的固定孔。5.如權(quán)利要求3所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述懸臂兩側(cè)分別設(shè)置大小和與所述法蘭盤中心軸距離均相同的應(yīng)變片。6.如權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述葉片外邊緣呈圓弧形，兩側(cè)呈s形結(jié)構(gòu)，所述葉片兩端設(shè)有與所述葉片軸向平行的固定孔。7.如權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述中心盤豎直方向外壁與所述信號采集處理模塊軸心內(nèi)壁連接，所述法蘭盤的底座豎直方向外壁與所述測速裝置軸心內(nèi)壁連接，所述底座通過螺栓與所述測速裝置連接固定。8.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述扭矩傳感器還包括支架，所述測速裝置的傳感器安裝于所述支架上，所述測速裝置的U形槽對準碼盤齒形邊緣。9.如權(quán)利要求8所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述高速滑環(huán)的引出線與所述測速裝置傳感器的連接線沿所述支架走線并捆綁，所述高速滑環(huán)的定子邊緣擋塊固定在所述支架上，所述高速滑環(huán)采用接觸式供電方式和數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)。10.如權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其特征在于，所述測速裝置包括帶柵槽的齒盤和發(fā)光晶體管，所述發(fā)光晶體管安裝在所述齒盤側(cè)面。
【文檔編號】F04D27/00GK106015072SQ201610499654
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】徐詩輝, 買靖東, 魏來生, 劉焱, 夏煥文, 田小燕, 王嘉煒, 何軍民
【申請人】中國北方車輛研究所