实验用电机输出轴扭矩-转速检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电机检测技术领域，尤其涉及一种实验用电机输出轴扭矩-转速检测装置。


背景技术：

2.电机输出轴是电机的主要部件，电机输出轴的性能影响电机的性能和使用寿命，在对电机输出轴进行加工的过程中需要对电机输出轴的各项性能进行检测，现有的检测装置不能有效对转轴的扭矩性能进行检测，有也只是通过扭矩检测器简单的检测，测试的结果不准确，而且检测功能单一，不能够检测输出轴的转速。特别是在实验教学过程中，需要提供一种检测装置，便于学生的操作和检测。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种实验用电机输出轴扭矩-转速检测装置。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
5.实验用电机输出轴扭矩-转速检测装置，其特征在于，包括：
6.底座，水平设置，于底座上具有与电机滑接配合的滑道，于滑道的前端具有间隔固定的第一支座和第二支座；
7.磁粉制动器，固定于第一支座和第二支座之间，所述磁粉制动器包括壳体，于壳体内具有套接设置的主动转子和制动转子，于主动转子和制动转子间形成有环形的用于容置磁粉的磁粉室，所述制动转子与壳体固定，所述主动转子上的主转轴伸出壳体外并可转动的穿过第一支座，于主转轴的端部具有与电机输出轴同轴连接的接头，使其电机输出轴能够与主转轴旋转锁定；
8.扭矩传感器，固定于第二支座上，所述扭矩传感器的检测轴与磁粉制动器制动转子同轴固定；
9.编码盘，固定于磁粉制动器的主转轴上，所述编码盘的边缘上具有一圈间隔且相等角度的透光部和遮光部，于第一支座上固定有用于检测编码盘转速的转速传感器；及
10.控制器，其信号输入端与扭矩传感器和转速传感器连接,所述控制器具有显示屏。
11.进一步的技术方案在于，所述第一支座上还固定有用于检测编码盘转速方向的转向传感器，所述转向传感器与控制器的信号输入端连接。
12.进一步的技术方案在于，所述转速传感器包括相对的、分置于编码盘两侧的第一发光二极管和第一光敏管。
13.进一步的技术方案在于，所述转向传感器包括置于编码盘一侧的第二发光二极管、及置于编码盘另一侧的第二光敏管和第三光敏管，所述第二光敏管和第三光敏管，所述第二光敏管和第三光敏管产生的信号在相位上相差1/4周期。
14.进一步的技术方案在于，所述电机的底部固定有与滑道配合的滑块，所述滑块的
高度可调。
15.进一步的技术方案在于，所述接头与电机输出轴的前端通过非圆形凸起和凹槽进行凹凸嵌合。
16.进一步的技术方案在于，所述滑道的后端具有可拆卸的挡块。
17.进一步的技术方案在于，所述底座的底面具有减震垫。
18.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
19.该装置利用磁粉制动器可根据检测的需求实现电机输出轴与扭矩传感器的快速断开和连接。当磁粉制动器断电时，主动转子上的主转轴与电机输出轴对接后，可通过编码盘和转速传感器的配合，实现对电机输出轴转速的检测；当磁粉制动器通电时，磁粉制动器的主动转子和制动转子间通过磁力连接，对主动转子制动，使电机输出轴所受的扭矩经制动转子可传递到扭矩传感器上，实现对电机输出轴扭矩的检测。
20.并且在底板上具有滑道，便于电机的移动使学生操作更加方便。
附图说明
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
22.图1是本装置的结构示意图；
23.图2是本装置中编码盘与各光敏管的位置示意图。
具体实施方式
24.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
26.如图1和图2所示，实验用电机输出轴扭矩-转速检测装置，可用于检测电机的扭矩、转速和旋转方向。该装置包括底座10、磁粉制动器20、扭矩传感器30和编码盘40。
27.底座10水平的放置在操作台上，在底座10的底面具有减震垫14，减震垫14可以采用橡胶垫。在底座10上具有与电机滑接配合的滑道11，在电机上固定有滑块，滑块与滑道11滑接配合，使学生在操作时能够快速的移动电机，并且在滑道11的后端具有可拆卸的挡块15，挡块15可采用与底座10螺纹连接的螺栓，通过挡块15限制电机从滑道11滑出，避免操作失误发生意外。并且挡块15可拆卸，可更换不同型号的电机，便于学生更多的操作。
28.另外电机上的滑块可通过增、减垫块实现高度可调，保证在更换不同型号电机后，电机的输出轴的空间高度能够可调。
29.底座10上在滑道11的前端具有间隔固定的第一支座12和第二支座13，于第一支座12和第二支座13之间固定有磁粉制动器20，磁粉制动器20的固定可以是在其下方设置对其进行支撑固定的支撑座或者是将磁粉制动器20直接与第一支座12固定。磁粉制动器20为现有产品，其包括壳体，在壳体内具有套接设置的主动转子21和制动转子22，于主动转子21和
制动转子22间形成有环形的用于容置磁粉的磁粉室23，制动转子22与壳体固定。主动转子21可以转动，制动转子22不能够转动，磁粉制动器20通电后，在磁场的作用下，制动转子22能够对主动转子21进行制动。主动转子21上的主转轴24伸出壳体外并通过轴承可转动的穿过第一支座12，于主转轴24的端部具有与电机输出轴100同轴连接的接头25，使其电机输出轴100能够与主转轴24旋转锁定。
30.磁粉制动器20和电机输出轴100的连接方式，是通过接头25与电机输出轴100的前端通过非圆形凸起和凹槽进行凹凸嵌合实现的，例如在接头25上设置十字凹槽，在电机输出轴100上设置与其匹配的十字凸起，从而使电机在滑道11上向前移动到位后，电机输出轴100的前端与接头25凹凸嵌合，实现电机输出轴100与主转轴24的旋转锁定，使磁粉制动器20的主动转子21能够随电机旋转，且该连接方式，能够实现电机与磁粉制动器20的快速连接和分离，操作方便且效率高。
31.扭矩传感器30属于现有技术，在此不做赘述。扭矩传感器30固定于第二支座13上，扭矩传感器30的检测轴与磁粉制动器20制动转子22同轴固定，具体的，可在磁粉制动器20制动转子22的轴心处设置非圆形的沉槽，将扭矩传感器30的检测轴设置与沉槽的形状相匹配，从而实现磁粉制动器20与扭矩传感器30的连接。
32.编码盘40固定于磁粉制动器20的主转轴24上，所述编码盘40的边缘上具有一圈间隔且相等角度的透光部和遮光部，于第一支座12上固定有用于检测编码盘40转速的转速传感器41、以及用于检测编码盘40转速方向的转向传感器。
33.转速传感器41包括相对的、分置于编码盘40两侧的第一发光二极管和第一光敏管411，当编码盘40随主动轴一起转动时，每转过一个透光部和遮光部就产生一次光线的明暗变化，再经整形放大，可以得到一定幅值和功率的电脉冲输出信号，脉冲数就等于转过的缝隙数，将该脉冲信号送到计数器中去进行计数，从测得的数码数就能知道编码转过的角度，即可计算出电机输出轴100的转速。
34.转向传感器包括置于编码盘40一侧的第二发光二极管、及置于编码盘40另一侧的第二光敏管421和第三光敏管422，所述第二光敏管421和第三光敏管422，第二光敏管421和第三光敏管422可同时对应编码盘40上同一个透光部，使第二光敏管421和第三光敏管422产生的信号在相位上相差1/4周期。当编码盘40转动时第二光敏管421和第三光敏管422的电位的高低会发生变化，并且顺时针转动和逆时针转动时第二光敏管421和第三光敏管422的电位组合的序列有区别，可以根据这种差异来辨别旋转的方向。
35.控制器为整个装置的逻辑控制部分，其信号输入端与扭矩传感器30和转速传感器41、转向传感器连接,控制器具有显示屏，用于显示要检测的扭矩、转速值和旋转方向。
36.该装置利用磁粉制动器20可根据检测的需求实现电机输出轴100与扭矩传感器30的快速断开和连接。当磁粉制动器20断电时，主动转子21上的主转轴24与电机输出轴100对接后，可通过编码盘40和转速传感器41的配合，实现对电机输出轴100转速的检测；当磁粉制动器20通电时，磁粉制动器20的主动转子21和制动转子22间通过磁力连接，对主动转子21制动，使电机输出轴100所受的扭矩经制动转子22可传递到扭矩传感器30上，实现对电机输出轴100扭矩的检测。根据对磁粉制动器20施加电流的大小不同，使电机输出轴100所受的制动力的大小不同，制动力越大，传到扭矩传感器30上的扭矩也就越大。在底板上具有滑道11，便于电机的移动使学生操作更加方便。
37.以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。