CN201318974Y - 一种电动执行机构力矩测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种电动执行机构力矩测量装置，该测量装置通过驱动机构驱动该执行机构，包括输出轴、将所述输出轴输出的力矩转换为推拉力的蜗杆和获取该推拉力大小的拉压力传感器，该蜗杆一端与拉压力传感器的弹性体中间位置连接固定，该蜗杆另一端与该驱动机构连接，该蜗杆可沿其轴向移动，该输出轴与蜗杆蜗轮传动连接，该拉压力传感器的弹性体两端与电动执行机构的箱体固定。本实用新型通过输出轴与蜗杆之间采用蜗轮传动，当输出轴输出力矩时，可以将该力矩通过蜗杆传递给拉压力传感器，从而可以测量输出轴的力矩。由于输出轴产生的力矩通过蜗杆转化为推拉力，该拉压力传感器直接获得力矩产生的推拉力，因此可以提高执行机构力矩的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化控制结构技术领域，特别涉及一种电动执行机构力矩测量装置。
背景技术
电动执行机构又称电动执行器或阀门电动装置，广泛用于工业管道阀门和仪表行业。智能电动执行机构是在电动执行机构的基础上加入微型计算机控制技术，实现电动执行机构操作的智能化。力矩是电动执行机构尤其是智能电动执行机构的一个重要测量参数，力矩测量是否准确影响设备安全运行。
目前智能电动执行机构中的力矩测量采用电流-磁场测量法，根据测量执行机构中电机上的电流大小及其变化确定力矩的大小。由于该种力矩测量装置是在实验室模拟的条件下获得参数，因此，在实际应用将该种力矩测量装置时，该力矩参数受到外部环境影响较大；同时，现场实际工作状况(也称工况)与实验室模拟的条件是无法完全一致的，影响电机电流、磁通密度、电源电压、频率、温度、机械传动效率、附加损耗等条件不稳定，变化复杂，因此实际的力矩与经过测量处理获得的力矩相比误差较大，测量精度不高。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种可以提高力矩测量精度的电动执行机构力矩测量装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型电动执行机构力矩测量装置，通过驱动机构驱动该执行机构，该测量装置包括：输出轴、将所述输出轴输出的力矩转换为推拉力的蜗杆和获取该推拉力大小的拉压力传感器，其中，所述蜗杆的一端与拉压力传感器的弹性体中间位置连接固定，该蜗杆的另一端与所述驱动机构连接，该蜗杆可沿其轴向移动，所述输出轴与蜗杆蜗轮传动连接，所述拉压力传感器的弹性体两端固定在电动执行机构的箱体上。
优选地，所述输出轴与蜗杆相互垂直。
本实用新型电动执行机构力矩测量装置的输出轴与蜗杆之间采用蜗轮传动，当输出轴输出力矩时，可以将该力矩通过蜗杆传递给拉压力传感器，从而可以测量输出轴的力矩。由于输出轴产生的力矩通过蜗杆转化为推拉力，所述拉压力传感器直接获得力矩产生的推拉力，因此可以提高执行机构力矩的测量精度。
附图说明
图1是本实用新型电动执行机构力矩测量装置施例中的拉压力传感器结构示意图；
图2是本实用新型电动执行机构力矩测量装置实施例结构示意图。
附图部件说明
输出轴1；蜗杆2；拉压力传感器3；弹性体31；拉压力传感模块32；箱体4；
下面结合实施例，并参照附图，对本实用新型目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
具体实施方式
本实用新型实施例电动执行机构力矩测量装置，通过输出轴与蜗杆之间采用蜗轮传动，当输出轴输出力矩时，可以将该力矩通过蜗杆传递给拉压力传感器，从而可以测量输出轴的力矩。由于输出轴产生的力矩通过蜗杆转化为推拉力，所述拉压力传感器直接获得力矩产生的推拉力，因此可以提高执行机构力矩的测量精度。
如图1所示，本实用新型电动执行机构力矩测量装置提一实施例。该力矩测量装置通过驱动机构驱动该执行机构工作，该包括：用于输出电动执行机构力矩的输出轴1和将所述力矩转换为推拉力的蜗杆2，以及采集所述推拉力大小的拉压力传感器3。其中，所述拉压力传感器3的弹性体31两面端固定在电动执行机构的箱体4上，所述蜗杆2一端与拉压力传感器3的弹性体31中间位置连接固定，该蜗杆2的另一端与所述驱动机构连接；所述蜗杆2可以在电动执行机构的箱体4内沿其轴向移动，即蜗杆2可以沿其自身轴向移动可沿其轴向移动；所述输出轴1一端的外侧与蜗杆2蜗轮传动，该输出轴1的另一端与电动执行机构上的蜗轮连接传动。优选地，该输出轴1与蜗杆2相互垂直，所述驱动机构可以包括电机。优选地，所述蜗杆2的一端与弹性体31的中间位置固定。
如图2所示，所述拉压力传感器3包括传感器弹性体31和拉压力传感模块32，该弹性体31的两端分别固定在电动执行机构的箱体4上。所述弹性体31可以通过压紧螺钉固定在所述箱体4上；所述蜗杆2与该弹性体31的中间部位刚性连接，如通过锁紧螺母进行固定连接，也可以是其他方式固定连接。
为了更清楚说明本实用新型电动执行机构力矩测量装置所达到的技术效果，具体说明该测量装置工作过程。
所述电动执行机构力矩测量装置上的蜗轮通过离合器与输出轴1形成整体，该输出轴1与蜗杆2相互垂直。所述输出轴1和蜗杆2分别安装在电动执行机构的箱体4内。其中，所述蜗杆2为主动件，输出轴1为从动件，该蜗杆2可以带动输出轴1转动。所述输出轴1可以正方向转动或反方向转动。当输出轴1输出力矩时，该力矩通过蜗杆2与输出轴1之间蜗轮传动转化为在蜗杆2的轴向推力或拉力。
由于弹性体31固定在电动执行机构的箱体4上，同时该弹性体31与蜗杆2刚性连接固定，该蜗杆2可以沿其轴向移动，因此在输出轴1输出的力矩转化为蜗杆2在其轴向推拉力时，该推拉力通过移动蜗杆2传递给弹性体31，并由该弹性体31将该推拉力传递给拉压力传感器3，因此拉压力传感器3获取输出轴1的力矩对应的推拉力。
在推拉力的作用下，所述蜗杆2在其轴向移动产生位移，使拉压力传感器3上的弹性体31形变，从而拉压力传感器3上的拉压力传感模块32输出直流信号，该信号的电压可以为+/-3.3Vdc，该信号大小与拉压力传感器3上的弹性体31承受的推力或拉力成正比。当电动执行机构力矩测量装置装配完成后，输出轴1的轴径固定不变，因此可以获得输出轴1输出的力矩。
在本实施例中，所述输出轴1和蜗杆2为所述电动执行机构力矩测量装置的力矩输出部件，该输出轴1和蜗杆2的尺寸大小及力臂根据需要进行确定。根据需要也可以将所述拉压力传感器3的弹性体31一端固定在电动执行机构的箱体4上。由于拉压力传感器3可以直接测量输出轴1输出的力矩以应的推拉力，同时拉压力传感器3包括自带温度补偿单元，该拉压力传感器3不受测量电压和频率的影响，测量数据准确。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种电动执行机构力矩测量装置，通过驱动机构驱动该执行机构，其特征在于：该测量装置包括：输出轴、将所述输出轴输出的力矩转换为推拉力的蜗杆和获取该推拉力大小的拉压力传感器，其中，所述蜗杆的一端与拉压力传感器的弹性体中间位置连接固定，该蜗杆的另一端与所述驱动机构连接，该蜗杆可沿其轴向移动，所述输出轴与蜗杆蜗轮传动连接，所述拉压力传感器的弹性体两端固定在电动执行机构的箱体上。
2.根据权利要求1所述的电动执行机构力矩测量装置，其特征在于：所述输出轴与蜗杆相互垂直。
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