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1、10申请公布号CN104088924A43申请公布日20141008CN104088924A21申请号201410344458922申请日20140716F16D27/0020060171申请人王建钧地址310012浙江省杭州市文二西路66号世纪新城32幢1单元301室72发明人李泽奇王建钧54发明名称自带转矩传感器的离合器57摘要自带转矩传感器的离合器是在现有任一种类型离合器的动力输出端或动力输入端采用“一种共轴弹性传动副”结构连接相关设备，并设置传感器元件、信号处理器和数据显示器或其中的一部分。它能够在不增加离合器轴向占用空间的情况下，替代专门的转矩传感器并且方便地获取该离合器传递的转速、。
2、转向、扭矩和轴功率信号和数据。它是一个结构简单且高集约化的离合器与转矩传感器的组合设备。同时，可以使机械传动中的离合器联接由刚性传动转为弹性传动，它可以使相关设备结构更简单、体积更小、重量更轻、制造成本更低，有益于提高机械设备的智能化、轻便化、集约化。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图7页10申请公布号CN104088924ACN104088924A1/1页21自带转矩传感器的离合器，是在现有任一种类型离合器的动力输出端或动力输入端采用“一种共轴弹性传动副”结构连接相关设备，并设置传感器元件、信号处理器和数。
3、据显示器或其中的一部分，其特征是它是“自带转矩传感器的机电设备”中的一种，它组合了离合器和转矩传感器的功能，能够在省去专门的转矩传感器且不增加离合器轴向占用空间的情况下，方便地获取该离合器传递的实时转速、转向、扭矩和轴功率的信号和数据。2根据权利要求1所述的自带转矩传感器的离合器，其特征是共轴弹性传动副既可以置于主动轴也可以置于被动轴。3根据权利要求1所述的自带转矩传感器的离合器，其特征是传感器元件采用电磁类传感器元件。4根据权利要求1所述的自带转矩传感器的离合器，其特征是信号处理器设有外接输出转矩信号和转矩数据的接口。5根据权利要求1所述的自带转矩传感器的离合器，其特征是数据显示器能够分别显。
4、示设备的转速、转向、扭矩和轴功率数据，或显示其中的一部分数据。6根据权利要求1所述的自带转矩传感器的离合器，其特征是它可以与制动器或变矩器组合在一起。7根据权利要求2所述的共轴弹性传动副，其特征是其放置弹性元件的轴端契槽为半封闭形。8根据权利要求2所述的共轴弹性传动副，其特征是共轴弹性传动副的内轮可以直接由传动轴制作而成，该内轮可以替代外接的花键连接本离合器。权利要求书CN104088924A1/4页3自带转矩传感器的离合器技术领域0001本发明涉及机械传动中离合器与转矩传感器组合的方法，以及这类具有获得转矩信号能力且不增加轴向空间的离合器的结构。0002本发明涉及“一种共轴弹性传动副”的结构。
5、。“一种共轴弹性传动副”是本人向国家专利局提出的专利号为2012204730480、专利申请号为2012103439596的专利技术。0003本发明属于“自带转矩传感器的机电设备”中的一种。“自带转矩传感器的机电设备”是本人向国家专利局提出的专利号为2012204893100、专利申请号为2012103577261的专利技术。背景技术0004随着社会的发展，机械设备和装备的发展越来越快，非常需要简洁、紧凑的结构，方便获取实时转矩转速、转向、扭矩和轴功率。以下同测量数据的架构，这样才能使机械设备和装备的智能化程度越来越高，且体积越来越小、集约化程度越来越高。0005通常人们通过专门的扭矩传感器和。
6、转速传感器来测量转矩数据，这类转矩传感器的轴向尺寸较大，影响了继续设备的集约化。离合器是最常用的机械传动设备，若能够在离合器中组合了转矩传感器，并且不增加该离合器的轴向空间尺寸，将有益于机械设备的集约化。因此，人们迫切的需要一种简洁、紧凑、易用、低成本、转矩数据易测量、耐用的离合器。发明内容0006本发明的目的在于提出一种结构简单紧凑、节省空间、成本低、方便转矩数据测量、应用便利的离合器及其装置。它能够在不增加离合器轴向占用空间的情况下，替代专门的转矩传感器并且方便地获取该离合器传递的转速、转向、扭矩和轴功率信号和数据。0007本发明是在现有任一种类型离合器的动力输出端或动力输入端采用“一种共。
7、轴弹性传动副”以下称共轴弹性传动副结构连接相关设备，并设置传感器元件、信号处理器和数据显示器或其中的一部分。0008其特征是0009自带转矩传感器的离合器是“自带转矩传感器的机电设备”中的一种，它组合了离合器和转矩传感器的功能，能够在省去专门的转矩传感器且不增加离合器轴向占用空间的情况下，方便地获取该离合器传递的实时转速、转向、扭矩和轴功率的信号和数据。0010自带转矩传感器的离合器中的共轴弹性传动副既可以置于主动轴也可以置于被动轴。0011自带转矩传感器的离合器中的传感器元件采用电磁类传感器元件。0012自带转矩传感器的离合器中的信号处理器设有外接输出转矩信号和转矩数据的接口。0013自带转。
8、矩传感器的离合器中的数据显示器能够分别显示设备的转速、转向、扭矩说明书CN104088924A2/4页4和轴功率数据，或显示其中的一部分数据。0014自带转矩传感器的离合器可以与制动器或变矩器组合在一起。0015自带转矩传感器的离合器中的共轴弹性传动副，其特征是其放置弹性元件的轴端契槽为半封闭形。0016自带转矩传感器的离合器中的共轴弹性传动副，其特征是共轴弹性传动副的内轮可以直接由传动轴制作而成，该内轮可以替代外接的花键连接本离合器。0017本发明和现有技术相比具有以下优点0018本发明它能够在不增加离合器轴向占用空间的情况下，替代专门的转矩传感器并且方便地获取该设备实时的转速、转向、扭矩和。
9、轴功率数据或信号，它是一个结构简单且高集约化的离合器与转矩传感器的组合设备。同时，可以使机械传动中的离合器联接由刚性传动转为弹性传动，并为该传动点创造实时测量转矩和扭矩的机会。它可以使相关设备结构更简单、体积更小、重量更轻、制造成本更低，有益于提高机械设备的智能化、轻便化、集约化。附图说明0019图1是目前典型的电磁离合器结构示意图0020图2是在目前典型的电磁离合器一端的机械连接方式改为共轴弹性传动副结构而形成的本发明的示意图0021图3是电磁离合器动盘与传动轴连接采用共轴弹性传动副的结构图0022图3A是电磁离合器动盘与传动轴连接采用共轴弹性传动副的正视图0023图3B是图3A剖面图002。
10、4图4是传动轴直接作为共轴弹性传动副内轮的结构图0025图4A是传动轴直接作为共轴弹性传动副内轮的正视图0026图4B是图4A剖面图0027图5是转矩信号接收器置于离合器与A设备固定端一侧的示意图0028图5A是图5的局部放大图0029图6是转矩传信号接收置于离合器与A设备固定端另一侧的示意图0030图6A是图6的局部放大图0031图7是数据显示器置于本发明外壳的示意图0032图8是信号处理器、数据显示器的电原理方框图和波形图0033图9是转矩信号接收器置于离合器与A设备固定端一侧且不带外壳的示意图0034图10是在目前常用的手动挡汽车的离合器上设置本发明的结构示意图0035图10A是图10的。
11、局部放大图0036图中00371是共轴弹性传动副的内轮00382是共轴弹性传动副的外轮00393是弹性圈体00404是传动轴00415是挡圈说明书CN104088924A3/4页500426是弹簧垫圈00437是固定螺栓00448是弹性传动副上的转矩信号的信号测试点孔或槽，或突、突条00459是转矩信号接收器注8与9共同组成传感器元件004610是转矩信号接收器支架004711是转矩信号引出线004812是本发明的外壳0049E1是主动轮对应的信号接收器经过放大整形后输出的波形0050E2是被动轮对应的信号接收器经过放大整形后输出的波形0051是主动轮的波形与被动轮的波形前角的变量0052是主。
12、动论的波形与被动轮的波形后角的变量具体实施方式0053以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步的描述0054附图1是目前典型的电磁离合器结构示意图，附图2是描述的是将目前典型的电磁离合器一端的机械连接方式由普通的键连接结构改为共轴弹性传动副结构，从而形成的本发明的机械部分。0055附图3描述的是电磁离合器动盘与传动轴连接采用共轴弹性传动副的结构。附图3A是电磁离合器动盘与传动轴连接采用共轴弹性传动副的正视图，附图3B是图3A剖面图。该附图中共轴弹性传动副的内轮1通过键与设备的动力轴4连接，离合器动盘作为共轴弹性传动副的外轮2通过弹性圈体3与内轮1弹性连接，以实现弹性传动。共轴弹性传动副的外轮2。
13、也是离合器的动盘。0056附图4描述的是以传动轴直接作为共轴弹性传动副内轮的结构图。附图4A是传动轴直接作为共轴弹性传动副内轮的正视图，附图4B是图4A剖面图。该附图中共轴弹性传动副的内轮1直接由设备动力轴4制作而成，这样可以使本发明的结构更加紧凑。0057附图5描述的是转矩信号接收器置于离合器与A设备固定端一侧的结构示意，图5A是图5的局部放大图。该附图在局部放电图中描述了安置在弹性传动副上的转矩信号的信号测试点8孔或槽，或突、突条。以下同与转矩信号接收器9共同组成传感器元件；以及转矩信号接收器9及其支架10固定在本发明外壳上的示意。图中，转矩信号接收器置于离合器与A设备固定端一侧，而另一端。
14、的动盘通过花键与另一设备连接。0058附图6描述的是转矩传信号接收置于离合器与A设备固定端另一侧的结构示意，图6A是图6的局部放大图。该附图在局部放电图中描述了弹性传动副上的转矩信号的信号测试点8与转矩信号接收器9共同组成传感器元件；以及转矩信号接收器9及其支架10固定在本发明外壳12上的结构示意。该附图中还描述了半封闭形轴端契槽的形状示意，半封闭形轴端契槽可以省却轴端的固定螺栓、挡圈和弹簧垫圈等零件并节约轴向空间。0059附图7描述的是数据显示器置于本发明外壳的示意。但是，在许多场合并不需要在本发明的外壳上显示转矩数据，而只需将信号接收器的信号直接提取即可。所以附图9描述了转矩信号接收器置于。
15、离合器与A设备固定端一侧且不带外壳的示意。0060附图8描述的是信号处理器、数据显示器的电原理方框图和波形图。该附图特别说明书CN104088924A4/4页6描述了信号处理器中设有外接输出转矩信号和转矩数据的接口信号、数据输出接口，它可以使信号接收器的信号、通过比相后的信号和经过处理的数据或其中的部分通过该接口输出。0061附图10描述的是在目前常用的手动挡汽车的离合器上设置本发明的结构示意。图10A是图10的局部放大图。同样，该附图在局部放电图中描述了弹性传动副上的转矩信号的信号测试点8与转矩信号接收器9共同组成传感器元件；以及转矩信号接收器9直接固定在本发明外壳12上的示意。0062在具。
16、体的实施过程中0063首先，制作弹性传动副的静态扭矩与内轮和外轮之间相对位移的关系图表，将该关系表输入信号处理电路的第一个数据处理器作为基础数据。在离合器连接后，主动轮转动并通过弹性圈体带动被动轮转动，此时，内轮与外轮中的一个为主动轮，而另一个则为被动轮0064A、当被动轮空载，扭矩为零或接近零，两个传动轮之间的相对位移为零，两个信号接收器从信号测试点分别获得波动信号，这两个信号经过信号处理电路放大、整形和比相可以获得两个相位一致波形，此时相位差为零，这两个信号中的任一个经放大进入计数器与时钟信号对比获得转速数据以下同，不重复叙述；0065B、当被动轮有实际负载，扭矩为正数值，两个传动轮之间产。
17、生相对位移被动轮滞后，两个信号接收器从信号测试点分别获得波动信号，这两个信号经过信号处理电路放大、整形和比相可以获得两个相位不一致波形，此时相位差为正数值，该数值对比第一个数据处理器中的基础数据可以获得具体的即时扭矩数据，第二个数据处理器根据轴功率与扭矩、转速的关系推导出即时轴功率；0066C、当之前的负载输出动力带动之前的主动轴如汽车挂挡滑行时，车辆的惯性经车轮通过传动机构带动发动机转动，以下同，此时被动轮成为实际的主动轮，其位移超前于实际的被动轮，信号处理电路能够得出为负数，推导出的即时轴功率为负值即原先的负载带动原先的动力源做功，或动力源对负载产生阻力而起到制动效果。0067D、当主动轴。
18、反向旋转之前需要设定转向，比如设定顺时针转向为正，被动轮滞后的位移方向与之前相反，信号处理电路可以显示出主动轴的转向。0068转速和扭矩可以组成转矩和轴功率数据。转速、转向、扭矩、轴功率均可以通过信号处理电路的显示电路和相应器件显示。必要时，相关数据还可以通过无线电、计算机网络实现远距离传输，其中通过计算机网络可以实现远程遥测遥控。第一个数据处理器和第二个数据处理器可以合并为一个，这里分成两个只是为了方便描述。0069在本文的描述中内轮、外轮与主动轮、被动轮或之前相应发明中称呼的主动半与被动半的关系，在不同的应用场合其称呼可以互换。0070信号接收器可采用光感应、电磁感应等各种类型。推荐采用电。
19、磁类型，它具有占用空间小、结构简单、工作可靠、获取信号和信号转换更方便的特点。当信号接收器采用电磁信号，信号测试点可以是凸点或突条也可以是凹点或凹槽。其高度或深度只要微凸或微凹即可。说明书CN104088924A1/7页7图1图2说明书附图CN104088924A2/7页8图3图4说明书附图CN104088924A3/7页9图5说明书附图CN104088924A4/7页10图5A说明书附图CN104088924A105/7页11图6图6A说明书附图CN104088924A116/7页12图7图8说明书附图CN104088924A127/7页13图9图10图10A说明书附图CN104088924A13。