ДАТЧИК КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА И УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ДЛЯ КАРДАННЫХ ВАЛОВ Российский патент 2024 года по МПК G01L3/04 G01L5/1627 G01P1/02 G01P3/44 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к датчикам, используемым при измерении крутящего момента и угловой скорости во всех карданных валах, в частности, в автотранспортных средствах, при промышленных применениях и в строительной технике.

Уровень техники

В современной автомобильной промышленности востребованы системы измерения крутящего момента и системы сбора данных, которые интегрируются во фланец карданного вала, непрерывно выполняют требуемые задачи и не требуют изменения в конструкции карданного вала. Однако нет адаптированной схемы для электронной системы сбора данных в упомянутых конструкциях. В то же время нет продуктов, которые бы комплексно удовлетворяли требованиям к мощности и были пригодны для полевых испытаний.

В ходе обзора технической литературы была раскрыта заявка №TR2018/08777, которая относится к системе для определения числа оборотов карданного вала, содержащей по меньшей мере магнит и по меньшей мере датчик Холла, при этом один из вышеупомянутых магнита и датчика Холла соединен с одним из вращающихся элементов карданного вала, а другой соединен с закрепленной точкой и дополнительно содержит чувствительный элемент для определения частоты вращения путем соотнесения с оборотами и импульсом, создаваемым в результате взаимодействия между магнитом и датчиком Холла при вращении карданного вала.

Как видно, система относится к системе для определения оборотов в карданных валах, но не упоминает вариант осуществления, который может обеспечить решение для устранения недостатков, упомянутых выше.

Таким образом, из-за недостатков, упомянутых выше, и несостоятельности существующих решений по данному вопросу, возникла необходимость внесения усовершенствования в соответствующую техническую область.

Цель настоящего изобретения

Целью настоящего изобретения является система, которая отличается от известных вариантов осуществления тем, что имеет другие технические свойства и приносит новые преимущества в данной области техники.

Целью настоящего изобретения является разработка конструкции датчика, который может одновременно считывать ударные нагрузки, крутящий момент и угловую скорость в карданных валах.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение конфигурации датчика, который может работать в тяжелых условиях работы (грязь, температура, влажность) и передавать полученные данные по беспроводной связи.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение конфигурации датчика, в котором могут быть размещены, защищены от внешних условий, уплотнены электронная схема и все оборудование (батарея, кабели, разъемы и т.д.), которое будет осуществлять процессы измерения и сбора данных. Посредством этого электронная схема может быть адаптирована к карданному валу и защищена от внешних воздействий.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение конфигурации датчика, который может быть подсоединен к фланцу карданного вала и выполнять измерения без повреждения вала.

Узел согласно настоящему изобретению также является съемным. После снятия устанавливается электронная схема, которая будет выполнять измерения и сбор данных, а снятая часть присоединяется обратно. Предпочтительно конструкция для установки батареи размещена над съемной частью, а батарея может удерживаться на месте с помощью опорного элемента.

Датчик согласно настоящему изобретению позволяет работать на высоких скоростях на транспортных средствах и испытательных устройствах благодаря своему более легкому весу. За счет компактных размеров и встроенной батареи он обеспечивает бесперебойный сбор данных в полевых условиях. Датчик согласно настоящему изобретению пригоден для использования в автотранспортных средствах при проведении испытаний на воздействие окружающей среды или испытаний на усталостную прочность в особых условиях трассы или дороги благодаря своей конструктивной схеме соединения, геометрии, а также уплотненной и компактной конструкции.

Поскольку система может быть впоследствии установлена на карданный вал как единое целое, никаких изменений в конструкции карданного вала не требуется. Она также облегчает проведение испытаний и использование контрольно-измерительных приборов, поскольку может работать в течение очень длительного времени без вмешательства.

В то время как существующие в данной области датчики монтируются снаружи на карданные валы, датчик согласно настоящему изобретению подходит как для внешнего подсоединения, так и для монтажа на транспортное средство в процессе изготовления карданных валов благодаря своей компактной конструкции и конструктивной схеме соединения.

Датчик согласно настоящему изобретению изготовлен как можно более легким, чтобы обеспечить пригодность к работе на высокой скорости, особенно во время упомянутых полевых испытаний. Силы, возникающие во время движения, сведены к минимуму благодаря легкой конструкции и небольшому диаметру поворота, а также отсутствию нежелательных / негативных последствий, оказываемых на транспортное средство. Кроме того, полностью симметричная конструкция предотвращает любые проблемы с равновесием.

Для достижения упомянутых выше целей настоящее изобретение относится к датчику крутящего момента и угловой скорости, предназначенному для использования при измерении крутящего момента и угловой скорости в карданных валах, который содержит:

• несущий корпус, который обеспечивает подсоединение датчика крутящего момента и угловой скорости к карданному валу,

• схему, которая измеряет угловую скорость и крутящий момент,

• защитный контейнер, который приклеен к несущему корпусу для защиты схемы от внешних воздействий,

• опору для батареи для размещения батареи и схемы в защитном контейнере,

• внешнюю крышку, размещенную на несущем корпусе для обеспечения защиты против внешних факторов.

Приведенные ниже графические материалы и подробное описание, выполненное со ссылками на сопровождающие графические материалы, обеспечивают более ясное понимание конструктивных и характерных свойств и всех преимуществ настоящего изобретения. По этой причине оценка должна проводиться с учетом принятия во внимание этих цифр и подробного описания.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлен вид размещения датчика измерения крутящего момента, являющегося объектом настоящего изобретения, на карданном валу.

На фиг. 2 представлен внешний вид датчика измерения крутящего момента, являющегося объектом настоящего изобретения.

На фиг. 3 представлен покомпонентный вид датчика измерения крутящего момента, являющегося объектом настоящего изобретения.

Графические материалы необязательно должны быть в масштабе, а детали, которые не являются необходимыми для понимания настоящего изобретения, могут быть опущены. Кроме того, элементы, которые по меньшей мере практически идентичны или которые имеют по меньшей мере практически идентичные функции, обозначены одним и тем же номером.

Описание ссылочных позиций

1. Крышка

2. Клей

3. Уплотнительный элемент

4. Опора для батареи

5. Батарея

6. Защитный контейнер

7. Внешняя крышка

8. Нижняя часть в виде опоры

9. Несущий корпус

10. Верхняя часть в виде опоры

11. Схема

12. Элемент для измерения крутящего момента (тензометрический датчик)

20. Датчик крутящего момента и угловой скорости

30. Карданный вал

Подробное описание настоящего изобретения

В данном подробном описании предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны только для лучшего понимания предмета и без какого-либо ограничивающего эффекта.

Настоящее изобретение относится к датчику (20), используемому для измерения крутящего момента и угловой скорости во всех карданных валах (30), в частности, в автотранспортных средствах, при промышленных применениях и в строительной технике.

Датчик (20) крутящего момента и угловой скорости согласно настоящему изобретению подсоединен к карданному валу (30) посредством несущего корпуса (9). Измерения проводятся над несущим корпусом (9) благодаря схеме (11), которая измеряет угловую скорость и крутящий момент. Защитный контейнер (6) приклеен (2) к несущему корпусу (9). Крышка (1) подсоединена к защитному контейнеру (6) вместе с уплотнительным элементом (3), который обеспечивает уплотнение. Часть (4) в виде опоры для батареи, батарея (5) и схема (11) размещены внутри защитного контейнера (6).

Нижняя часть (8) в виде опоры и верхняя часть (10) в виде опоры приклеены (2) на несущем корпусе (9). Приклеенные (2) нижняя и верхняя части (8, 10) в виде опоры обеспечивают размещение внешней крышки (7), а также подсоединение и отсоединение внешней крышки (7) благодаря своему резьбовому соединению.

Как показано на фиг. 3 элемент (12) для измерения крутящего момента (тензометрический датчик) размещен на несущем корпусе (9). Соединение между элементом (12) для измерения крутящего момента и измерительной схемой (11) осуществляется через отверстие для соединения кабеля внутри датчика (20) крутящего момента и угловой скорости, таким образом, не требуется прокладка дополнительных кабелей на стороне пользователя. Также снаружи не видно никаких кабелей. Внешняя крышка (7) защищает несущий корпус (9) и элемент (12) для измерения крутящего момента от внешних факторов, а уплотнение обеспечено за счет резьбового соединения и прокладки / уплотнительного элемента (3).

Вышеупомянутые защитный контейнер (6), батарея (5), часть (4) в виде опоры для батареи, уплотнительный элемент (3) (прокладка) и крышка (1) являются необходимыми частями для адаптации датчика (20) крутящего момента и угловой скорости электронной схемы (11) к несущему корпусу (9). Схема (11) выполняет свои функции, не подвергаясь внешним воздействиям и не требуя прокладки каких-либо дополнительных кабелей.

Датчик (20) крутящего момента и угловой скорости может работать как на испытательном устройстве, так и на транспортном средстве на высоких скоростях благодаря конструкции и размерам фланца. Он может работать на высоких скоростях на испытательных устройствах и транспортных средствах, не вызывая проблем с внутренним равновесием благодаря минимальному диаметру поворота и симметричной конструкции.

Изобретение относится к измерительным устройствам. Датчик крутящего момента и угловой скорости в карданных валах содержит несущий корпус, обеспечивающий подсоединение датчика крутящего момента и угловой скорости к карданному валу; схему, измеряющую угловую скорость и крутящий момент; защитный контейнер, приклеенный к несущему корпусу с помощью клея и обеспечивающий защиту схемы от внешних воздействий; опору для батареи, обеспечивающую размещение батареи и схемы в защитном контейнере; внешнюю крышку, размещенную на несущем корпусе и обеспечивающую защиту против внешних факторов. Повышается защита от внешних воздействий. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Датчик (20) крутящего момента и угловой скорости для использования при измерении крутящего момента и угловой скорости в карданных валах (30), отличающийся тем, что содержит

несущий корпус (9), который обеспечивает подсоединение датчика (20) крутящего момента и угловой скорости к карданному валу (30),

схему (11), которая измеряет угловую скорость и крутящий момент,

защитный контейнер (6), который приклеен (2) к несущему корпусу с помощью клея и обеспечивает (9) защиту схемы (11) от внешних воздействий,

опору (4) для батареи, которая обеспечивает размещение батареи (5) и схемы (11) в защитном контейнере (6),

внешнюю крышку (7), размещенную на несущем корпусе (9) и обеспечивающую защиту против внешних факторов.

2. Датчик (20) крутящего момента и угловой скорости по п. 1, отличающийся тем, что содержит крышку (1), которая подсоединена к защитному контейнеру (6) вместе с уплотнительным элементом (3), который обеспечивает уплотнение.

3. Датчик (20) крутящего момента и угловой скорости по п. 1, отличающийся тем, что содержит нижнюю часть (8) в виде опоры и верхнюю часть (10) в виде опоры, которые обеспечивают размещение внешней крышки (7).

4. Датчик (20) крутящего момента и угловой скорости по п. 1, отличающийся тем, что содержит верхнюю часть (10) в виде опоры, которая обеспечивает зубцы для удержания внешней крышки и отсоединения.

5. Датчик (20) крутящего момента и угловой скорости по п. 1, отличающийся тем, что содержит элемент (12) для измерения крутящего момента, который размещен на несущем корпусе (9), и подсоединение измерительной схемы (11) осуществляется через отверстие для соединения кабеля внутри датчика (20) крутящего момента и угловой скорости.