用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，包括有加載部分和數據處理部分，加載部分包括有杠桿、砝碼、前、后液壓泵、液壓軟管、摩擦機構以及圓盤，數據處理部分包括有薄膜壓力傳感器、曲軸位置傳感器、信號處理系統以及數據輸出顯示系統。本發明結構簡單，操作方便，能夠實現空氣動力發動機扭矩和功率的準確測量，且相對于常用的發動機測功機，制造成本大幅降低，本發明中的摩擦片和薄膜壓力傳感器的結構設計巧妙，安排布置合理，可有效實現加載功能，便于扭矩及功率的檢測。
【專利說明】用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣動力發動機的扭矩及功率檢測【技術領域】，具體是一種用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國汽車工業的快速發展，傳統的燃油發動機帶來的污染越來越嚴重，隨著石化能源不斷枯竭，越來越多的人開始探尋新能源，空氣動力發動機就是在這一現狀下產生的。空氣動力發動機以高壓壓縮空氣為動力源，在氣缸內膨脹推動活塞做功對外輸出動力，不消耗燃料，尾氣無任何污染物質排放。同時，壓縮空氣可以利用水力、風力和太陽能等可再生綠色能源進行制備，具有廣闊的發展前景。目前，在空氣動力發動機的研制過程中，需要一種輕便、簡單、有效的扭矩及功率的快速檢測裝置，而現有空氣動力發動機檢測裝置過于依賴大型測功機，并不適合空氣動力發動機的結構特點，操作不便，成本也較高，造成不必要的浪費。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了彌補現有技術的不足，提供了一種用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置。
[0004]本發明的技術方案如下:
一種用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:包括有加載部分和數據處理部分，所述的加載部分包括有杠桿、砝碼、前、后液壓泵、液壓軟管、摩擦機構以及圓盤，所述的數據處理部分包括有薄膜壓力傳感器、曲軸位置傳感器、信號處理系統以及數據輸出顯不系統；
所述杠桿的一端與所述前液壓泵內的活塞固定連接，所述的砝碼與所述杠桿的另一端相連接，所述的液壓軟管連接在所述前、后液壓泵之間；所述的摩擦機構包括有襯板和摩擦片，所述的襯板固定安裝在空氣動力發動機外殼上，襯板上分別安裝有由后液壓泵驅動的二個夾緊塊，所述的摩擦片卡裝在二個夾緊塊之間，且摩擦片的內側具有突出部；所述的圓盤套裝在空氣動力發動機的輸出軸上，所述的摩擦片位于所述圓盤外沿的一側；
所述的薄膜壓力傳感器固定在位于所述二個夾緊塊之間的襯板上，所述摩擦片內側的突出部與所述的薄膜壓力傳感器相接觸，所述的曲軸位置傳感器安裝在空氣動力發動機的輸出軸上，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器分別與信號處理系統電連接，所述的信號處理系統與所述數據輸出顯示系統電連接。
[0005]所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的砝碼通過細繩懸掛在所述杠桿的另一端。
[0006]所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的襯板固定安裝在固定在空氣動力發動機外殼上的固定座上。
[0007]所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的信號處理系統包括有微控制器和A/D轉換模塊，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器通過A/D轉換模塊與微控制器進行通訊。
[0008]所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的數據輸出顯示系統包括有計算機，所述的計算機通過串行接口與所述微控制器電連接，所述微控制器接收到壓力和轉速信號后，經過其存儲器中預先編寫的算法進行計算處理后傳送到所述的計算機，顯示空氣動力發動機由圓盤輸出的扭矩和功率。
[0009]內側突出的摩擦片在加載時可以保證與圓盤產生摩擦，薄膜壓力傳感器被緊貼在襯板上與摩擦片內側的突出部相接觸，且被完全壓住。加載時，摩擦片一方面與圓盤接觸，另一方面與薄膜壓力傳感器接觸，這樣的獨特結構不僅可以把加載產生的壓力完全傳遞給薄膜壓力傳感器，而且起到保護薄膜壓力傳感器的作用，避免了對薄膜壓力傳感器造成的磨損。
[0010]其原理是:當給杠桿增加(減少)砝碼時，在杠桿的作用下，推動前液壓泵中的活塞運動，前液壓泵中的液壓油被壓出，液壓油流過液壓軟管到達后液壓泵，推動后液壓泵中的活塞運動。在后液壓泵中的活塞的作用下，摩擦片被二個夾緊塊夾緊，與隨空氣動力發動機輸出軸一起轉動的圓盤相接觸，從而產生壓力，這樣就起到加載效果。同時，由于摩擦片擠壓薄膜壓力傳感器，薄膜壓力傳感器產生并輸出壓力信號，安裝在空氣動力發動機輸出軸上的曲軸位置傳感器感應并輸出發動機轉速信號，薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器將采集到的模擬信號經過A/D轉換模塊轉換成數字信號，再將得到的數字信號送至微控制器，微控制器運用信號識別、打開、運算、輸出指令來進行流程控制。其步驟為:將欲執行的程序流程控制及各種物理量的算法存入微控制器中的ROM中；將薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器采集的兩種信號經過A/D轉換模塊后的輸入信號進行確認識別，微控制器接收到信號后從程序存儲器ROM中調出運算模式，對兩組信號進行計算，微控制器將結果經串口送至計算機，通過計算機終端顯示出空氣動力發動機的扭矩和功率數值。其中，功率=扭矩*轉速/9550 (扭矩=摩擦系數*壓力*加載圓盤的加載半徑)
本發明的有益效果:
1、本發明結構簡單，操作方便，能夠實現空氣動力發動機扭矩和功率的準確測量，且相對于常用的發動機測功機，制造成本大幅降低。
[0011]2、本發明中的摩擦片和薄膜壓力傳感器的結構設計巧妙，安排布置合理，可有效實現加載功能，便于扭矩及功率的檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明結構示意圖。
[0013]圖2為本發明中加載部分的結構示意圖。
[0014]圖3為本發明中摩擦機構、圓盤和空氣動力發動機輸出軸的結構示意圖。
[0015]圖4為本發明中帶有薄膜壓力傳感器的摩擦機構結構示意圖。
[0016]圖5為本發明中的摩擦機構的結構示意圖。
[0017]圖6為本發明中摩擦片的結構圖。
[0018]圖7為本發明中數據處理系統的結構原理框圖。
[0019]圖8為本發明中微控制器的程序流程圖。【具體實施方式】
[0020]參見附圖，一種用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，包括有加載部分和數據處理部分，加載部分包括有杠桿1、砝碼13、前、后液壓泵2、4、液壓軟管3、摩擦機構以及圓盤9，數據處理部分包括有薄膜壓力傳感器8、曲軸位置傳感器14、信號處理系統以及數據輸出顯示系統；
杠桿I的一端與前液壓泵2內的活塞固定連接，砝碼13與杠桿I的另一端相連接，液壓軟管3連接在前、后液壓泵2、4之間；摩擦機構包括有襯板5和摩擦片7，襯板5固定安裝在空氣動力發動機外殼16上，襯板5上分別安裝有由后液壓泵4驅動的二個夾緊塊6，摩擦片7卡裝在二個夾緊塊6之間，且摩擦片7的內側具有突出部；圓盤9套裝在空氣動力發動機的輸出軸10上，摩擦片7位于圓盤9外沿的一側；
薄膜壓力傳感器8固定在位于二個夾緊塊6之間的襯板5上，摩擦片7內側的突出部與薄膜壓力傳感器8相接觸，曲軸位置傳感器14安裝在空氣動力發動機的輸出軸10上，薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14分別與信號處理系統電連接，信號處理系統與數據輸出顯示系統電連接。
[0021]本發明中，砝碼13通過細繩12懸掛在杠桿I的另一端；襯板5固定安裝在固定在空氣動力發動機外殼16上的固定座11上；信號處理系統包括有微控制器15和A/D轉換模塊18，薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14通過A/D轉換模塊與微控制器15進行通訊；數據輸出顯示系統包括有計算機17，計算機17通過串行接口與微控制器15電連接，微控制器15接收到壓力和轉速信號后，經過其存儲器中預先編寫的算法進行計算處理后傳送到計算機17，顯示空氣動力發動機由圓盤輸出的扭矩和功率。
[0022]摩擦片7可以與圓盤9接觸，將壓力準確的傳遞到薄膜壓力傳感器8上，摩擦片7內側的突出部要高于其周邊的摩擦片7的其他部分，且摩擦片7內側的突出部的厚度是根據圓盤9與摩擦片7的距離來設計的。
[0023]微控制器15的存儲器存有欲執行的程序流程控制及各種物理量的算法，微控制器17調用編寫的算法模塊，對薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14采集到的信號進行
計算處理。
[0024]以下結合附圖對本發明作進一步的說明:
參見圖4、5、6，薄膜壓力傳感器8被緊貼在襯板5上，摩擦片7內側的突出部將薄膜壓力傳感器8完全壓住，摩擦片7內側的突出部要高于其周邊的摩擦片7的其他部分，這種獨特的臺階式突起結構，摩擦片7內側的突出部能夠把后液壓泵4中傳出的加載壓力完全傳遞給薄膜壓力傳感器8。
[0025]參見圖1和7，數據處理部分包括薄膜壓力傳感器8、曲軸位置傳感器14、A/D轉換模塊18、微控制器15、串行接口、計算機17。薄膜壓力傳感器8和曲軸位置傳感器14分別與A/D轉換模塊電連接，微控制器15 —方面與A/D轉換模塊電連接，另一方面通過串行接口與計算機17電連接。
[0026]參見圖1，工作時，增加(減少)砝碼13的重量以調節杠桿I壓力，在杠桿I的作用下，推動前液壓泵2中的活塞運動，液壓油從前液壓泵2中被壓出，沿著液壓軟管3到后液壓泵4，在后液壓泵4中的活塞作用下，摩擦片7被二個夾緊塊6夾緊，與隨空氣動力發動機輸出軸10 —起轉動的圓盤9相接觸并產生摩擦，從而產生壓力，起到加載效果。摩擦片7將受到的正壓力完全傳遞給與其接觸的薄膜壓力傳感器8，薄膜壓力傳感器8采集到的壓力信號和曲軸位置傳感器14采集到的轉速信號兩組模擬信號，經過A/D轉換模塊18轉化成微控制器15能夠識別的數字信號，微控制器15中存儲器根據已編程的算法對壓力和轉速兩組信號進行運算，得出空氣動力發動機輸出的扭矩及功率值，并通過串口送至電腦17，通過電腦終端顯示空氣動力發動機輸出的扭矩及功率值。
【權利要求】
1.一種用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:包括有加載部分和數據處理部分，所述的加載部分包括有杠桿、砝碼、前、后液壓泵、液壓軟管、摩擦機構以及圓盤，所述的數據處理部分包括有薄膜壓力傳感器、曲軸位置傳感器、信號處理系統以及數據輸出顯示系統； 所述杠桿的一端與所述前液壓泵內的活塞固定連接，所述的砝碼與所述杠桿的另一端相連接，所述的液壓軟管連接在所述前、后液壓泵之間；所述的摩擦機構包括有襯板和摩擦片，所述的襯板固定安裝在空氣動力發動機外殼上，襯板上分別安裝有由后液壓泵驅動的二個夾緊塊，所述的摩擦片卡裝在二個夾緊塊之間，且摩擦片的內側具有突出部；所述的圓盤套裝在空氣動力發動機的輸出軸上，所述的摩擦片位于所述圓盤外沿的一側； 所述的薄膜壓力傳感器固定在位于所述二個夾緊塊之間的襯板上，所述摩擦片內側的突出部與所述的薄膜壓力傳感器相接觸，所述的曲軸位置傳感器安裝在空氣動力發動機的輸出軸上，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器分別與信號處理系統電連接，所述的信號處理系統與所述數據輸出顯示系統電連接。
2.根據權利要求1所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的砝碼通過細繩懸掛在所述杠桿的另一端。
3.根據權利要求1所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的襯板固定安裝在固定在空氣動力發動機外殼上的固定座上。
4.根據權利要求1所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的信號處理系統包括有微控制器和A/D轉換模塊，所述的薄膜壓力傳感器和曲軸位置傳感器通過A/D轉換模塊與微控制器進行通訊。
5.根據權利要求1或4所述的用于空氣動力發動機的扭矩及功率檢測裝置，其特征在于:所述的數據輸出顯示系統包括有計算機，所述的計算機通過串行接口與所述微控制器電連接，所述微控制器接收到壓力和轉速信號后，經過其存儲器中預先編寫的算法進行計算處理后傳送到所述的計算機，顯示空氣動力發動機由圓盤輸出的扭矩和功率。
【文檔編號】G01L3/00GK103994891SQ201410200654
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】宋宇, 朱燁, 朱德泉, 蔣峰, 焦俊, 李玉龍, 方健, 劉永博 申請人:安徽農業大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
