CN108981870B - 一种轮辐传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮辐传感器，包括内圈与外圈，以及设置在内圈与外圈之间的测量梁，内圈与外圈之间还设有非测量梁，非测量梁上设有轴向贯通的通孔，非测量梁在通孔处断开，通孔上安装有销轴，销轴的两端分别设有大于通孔横截面的挡块，销轴可相对于通孔轴向移动，挡块用于限制测量梁的轴向极限形变，在不影响轮辐传感器正常工作的情况下，避免了轮辐传感器由于过载过变形而导致的失效的问题，且由于防止过变形的装置都设置在轮辐传感器的内部，因此大大提高了轮辐传感器使用和安装的通用性。

Description

一种轮辐传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，更具体地说，涉及一种轮辐传感器。

背景技术

轮辐传感器是采用轮幅式弹性体结构，在料斗称、汽车衡、轨道衡等电子称中广泛应用，在各种工业称重系统中做力的分析与测量。

轮辐式传感器，特别是轻质合金材料的轮辐传感器，在使用过程中，弹性体受到轴向的拉伸或压缩，会产生轴向的变形，如果传感器受到的轴向力过大而使得弹性体产生永久的、不可恢复的变形，则会导致轮辐传感器失效，因此在轮辐传感器使用的过程中，需要对其采用一定的防过载保护措施，以免由于轮辐传感器的过度变形而导致其失效。

目前的轮辐传感器过载过变形的防护装置一般都设置在轮辐传感器外部的机械结构上，这样就给轮辐传感器的通用安装和使用带来了困难。

综上所述，如何提供一种轮辐传感器，避免在其在使用过程中沿轴向发生过度变形的前提下，提高轮辐传感器的使用和安装的通用性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种轮辐传感器，在不影响轮辐传感器正常使用的情况下，避免其在使用过程中由于过载过变形而导致失效，以提高轮辐传感器的使用和安装的通用性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轮辐传感器，包括内圈与外圈，以及设置在内圈与外圈之间的测量梁，内圈与外圈之间还设有非测量梁，非测量梁上设有轴向贯通的通孔，非测量梁在通孔处断开，通孔上安装有销轴，销轴与通孔可轴向相对移动，销轴的两端分别设有挡块，挡块用于限定销轴与通孔轴向的最大相对位移，以限制非测量梁断开两端的轴向的最大的相对位移。

优选的，销轴为圆柱销，通孔为圆柱孔，圆柱销与圆柱孔为间隙配合，圆柱销的直径大于圆柱孔断开处的最大径向宽度。

优选的，间隙配合的配合公差为IT5级至IT7级之间。

优选的，非测量梁均匀的分布于相邻的测量梁之间。

优选的，非测量梁的周向宽度大于测量梁的周向宽度。

优选的，非测量梁在通孔处的断面均为圆弧面，圆弧面的轴线与内圈的轴线同轴。

优选的，挡块为挡圈，销轴的两端部设有用于安装挡圈的环形槽。

优选的，挡圈为弹性挡圈。

本发明提供的轮辐传感器，在内圈与外圈之间增设了非测量梁，在工作的过程中，当测量梁受到轴向的力而产生变形，且变形在测量的范围内时，由于非测量梁在通孔处断开，且销轴与通孔可相对移动，因此非测量梁断开的两端可分别随着外圈与内圈在轴向力的作用下移动，因而不影响轮辐传感器的正常工作；当测量梁受到的轴向力过大，超过了轮辐传感器的测量范围时，由于挡块限定了销轴与所述通孔轴向的最大相对位移，因此，当非测量梁断开的两部分相对位移达到挡块所限制的最大相对位移后，阻止了测量梁轴向形变的进一步增加，从而限制了测量梁的轴向形变，从而解决了测量梁由于轴向变形过大而导致福伦传感器失效的问题，且由于防止过变形的装置都设置在轮辐传感器的内部，因此大大提高了轮辐传感器使用和安装的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种轮辐传感器的示意图；

图2为图1中销轴的示意图。

其中：1-内圈、2-外圈、3-测量梁、4-非测量梁、5-通孔、6-销轴、7-环形槽、8-挡圈、9-挡块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的一种轮辐传感器的示意图；图2为图1中销轴的示意图。

本发明的核心是提供一种轮辐传感器,包括内圈1与外圈2，以及设置在内圈1与外圈2之间的测量梁3，内圈1与外圈2之间还设有非测量梁4，非测量梁4上设有轴向贯通的通孔5，非测量梁4在通孔5处断开，通孔5上安装有销轴6，销轴6与通孔5可轴向相对移动，销轴6的两端分别设有挡块9，挡块9用于限定销轴6与通孔5轴向的最大相对位移，以限制非测量梁4断开两端的轴向的最大的相对位移。

其中，非测量梁4可设置在内圈1与外圈2轴向宽度的中间位置，非测量梁4的轴向宽度可与测量梁3的轴向宽度大体相同，当然非测量梁4的轴向宽度也可以大于或小于测量梁3的宽度。

非测量梁4上的通孔5可设置在非测量梁4大体中央的位置，非测量梁4在通孔5处断开的位置可在通孔5中央位置，以保证非测量梁4断开的两端受力的均匀性。

为保证销轴6可相对于通孔5做轴向移动，销轴6的最大直径应当小于通孔5的最小直径，且销轴6的最小直径应当大于通孔5处断开的间隙的最大径向宽度，避免销轴6从通孔5断开处的间隙中滑出。

销轴6两端的挡块9的距离决定了非测量梁4断开的两端的轴向相对位移的大小，非测量梁4断开的两端的轴向相对位移的大小决定了测量梁3允许的轴向最大形变。

因此，销轴6两端挡块9的作用在于，通过限制非测量梁4断开的两端的轴向相对位移，进而对测量梁3轴向的最大形变进行限定，所以，应当根据测量梁3轴向所能承受的最大形变来确定销轴6相对通孔5的轴向的最大位移，然后根据销轴6相对通孔5的轴向的最大位移来确定销轴6两端的挡块9的距离。其中，测量梁3所能承受的轴向最大形变的确定可通过有限元法分析的方法来确定。

当轮辐传感器轴向受力过载时，挡块9与非测量梁4的端面接触受力，并阻止非测量梁4断开的两端进一步轴向产生相对位移，因此，挡块9靠近非测量梁4一侧的端面可以为平面，相应的非测量梁4的端面可以为平面，且非测量梁4的端面与挡块9靠近非测量梁4一侧的端面平行，以保证挡块9与非测量梁4端面接触时受力的均匀性。

本发明提供的轮辐传感器，在内圈1与外圈2之间增设了非测量梁4，在工作的过程中，当测量梁3受到轴向力而产生形变，且形变在合理的范围内时，由于非测量梁4在通孔处断开，且销轴6与非测量梁4上的通孔5可在轴向上相对移动，因此非测量梁4断开的两端可随着内圈1与外圈2在轴向力的作用下移动，因而不影响轮辐传感器的正常工作；当测量梁3受到了轴向力过大，超过了轮辐传感器的测量范围时，由于销轴6两端挡块9限定了销轴6与通孔5轴向的最大相对位移，因此，当非测量梁4断开的两端的相对位移达到挡块9所限制的最大位移后，非测量梁4断开的两端的相对位移不再增加，从而阻止了测量梁3轴向形变的进一步增加，测量梁3的轴向的形变不再增大；因此，本发明所提供的轮辐传感器，在不影响轮辐传感器正常工作的情况下，避免了轮辐传感器由于过载过变形而导致的失效的问题，且由于防止过变形的装置都设置在轮辐传感器的内部，因此大大提高了轮辐传感器使用和安装的通用性。

在上述实施例的基础之上，考虑到轮辐传感器在安装的过程中，还可能受到周向的转矩，且周向转矩如果过大，也会使测量梁3过度变形而导致轮辐传感器失效的问题。安装在通孔5的销轴6可以是圆柱销，相应的，通孔5可以为圆柱孔，且圆柱销的直径应当大于通孔5处断开处的间隙的径向宽度，以保证圆柱销不会从通孔5断开处的间隙中滑出去；圆柱销与圆柱孔采用间隙配合，即圆柱销与圆柱孔之间要有适当的间隙，以保证圆柱销可相对于圆柱孔移动。

当轮辐传感器其受到周向的扭矩时，内圈1与外圈2产生相对转动，从而使得测量梁3产生周向形变，此时，在非测量梁4上，由于圆柱销与圆柱孔之间存在间隙，因此内圈1与外圈2带动非测量梁4断开的两端产生周向相当位移，直到圆柱销与圆柱孔的内壁接触受力，阻止非测量梁4断开的两端的相对位移进一步增大，从而限制了测量梁3的周向的最大形变，避免了由于轮辐传感器受到过大的周向转矩而导致其失效的问题。

考虑到圆柱销对非测量梁4断开的两端相对周向极限位置的限定应当在合理的范围内，因此，圆柱销与圆柱孔之间的间隙不宜过大或过小，过小会卡死轮辐传感器，影响其正常的工作，过大则起不到保护的作用，在上述实施例的基础之上，圆柱销与圆柱孔间隙配合的配合公差可以为IT5级至IT7级之间。

非测量梁在内圈1与外圈2之间设置的位置可以有多种选择，在上述实施例的基础之上，非测量梁4可以均匀的分布于相邻的测量梁3之间，为保证非测量梁4受力的均匀性，非测量梁4可设置在相邻两测量梁之间的中央位置，多个非测量梁4可以呈关于内圈轴线中心对称分布。

在上述实施例的基础之上，考虑到轮辐传感器在安装和使用过程中过载时，非测量梁4为主要受力对象，非测量梁4的周向宽度可以大于测量梁3的周向宽度，以提高非测量梁4在工作中的受力牢固性。

在上述是实施例的基础之上，由于轮辐传感器在安装的过程中可能受到周向的扭矩，使得非测量梁4断开的两端产生周向的相对位移，即产生相对的转动，因此，非测量梁4在通孔5处断开的两端的断面可以均为圆弧面，且圆弧面的轴线可以与内圈1的轴线同轴。通孔5断开处的间隙较小时，圆弧面的设置也不会影响非测量梁4断开的两端的周向相对转动。

非测量梁4在通孔5处断开的方法可通过线切割机对非测量梁4进行切割，也可在加工的非测量梁4的过程中，直接预留出需要的间隙即可，即在轮辐传感器的外圈2与内圈1的同一径向上分别加工出一段非测量梁4，且外圈2与内圈1上的两段非测量梁4之间有适当的间隙。

请参考图2，在上述任意实施例的基础之上，销轴6两端的挡块9的设置可以有多种选择，例如，挡块9可以为设置在销轴6两端的挡圈8，相应的，销轴6两端应当设有安装挡圈8的的环形槽7，当然还可以是其他的选择，例如，挡块可以为定位螺母，相应的，在销轴6两端应当设置对应的外螺纹，且需要对销轴6两端的定位螺母的距离进行限定。

在上述实施例的基础之上，具体的，挡圈8可以是弹性挡圈，取材方便，安装简单。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的轮辐传感器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种轮辐传感器，包括内圈(1)与外圈(2)，以及设置在所述内圈(1)与所述外圈(2)之间的测量梁(3)，其特征在于，所述内圈(1)与所述外圈(2)之间还设有非测量梁(4)，所述非测量梁(4)上设有轴向贯通的通孔(5)，所述非测量梁(4)在所述通孔(5)处断开，所述通孔(5)上安装有销轴(6)，所述销轴(6)与所述通孔(5)可轴向相对移动，所述销轴(6)的两端分别设有挡块(9)，所述挡块(9)用于限定所述销轴(6)与所述通孔(5)轴向的最大相对位移，以限制所述非测量梁(4)断开两端的轴向的最大的相对位移。

2.根据权利要求1所述的轮辐传感器，其特征在于，所述销轴(6)为圆柱销，所述通孔(5)为圆柱孔，所述圆柱销与所述圆柱孔为间隙配合，所述圆柱销的直径大于所述圆柱孔断开处的最大间隙。

3.根据权利要求2所述的轮辐传感器，其特征在于，所述间隙配合的配合公差为IT5级至IT7级之间。

4.根据权利要求1所述的轮辐传感器，其特征在于，所述非测量梁(4)均匀的分布于相邻的所述测量梁(3)之间。

5.根据权利要求4所述的轮辐传感器，其特征在于，所述非测量梁(4)的周向宽度大于所述测量梁(3)的周向宽度。

6.根据权利要求5所述的轮辐传感器，其特征在于，所述非测量梁(4)在所述通孔(5)处的断面均为圆弧面，所述圆弧面的轴线与所述内圈(1)的轴线同轴。

7.根据权利要求1至6任一项所述的轮辐传感器，其特征在于，所述挡块(9)为挡圈(8)，所述销轴(6)的两端部设有用于安装所述挡圈(8)的环形槽(7)。

8.根据权利要求7所述的轮辐传感器，其特征在于，所述挡圈(8)为弹性挡圈。