(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122955892.9 (22)申请日 2021.11.29 (73)专利权人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 何赛灵　李驰　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 林松海 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) B60R 11/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传 感装置 (57)摘要 本实用新型公开一种基于压致发光材料的 扭矩及温度多参量传感装置， 包括压致发光材 料、 光电信号处理元件、 固定轴、 上位机； 待测的 系统包括差速器和驱动轴， 差速器用于给驱动轴 施加扭矩； 驱动轴上涂覆了所述的压致发光材 料； 所述的光电信号处理元件为一套筒结构， 非 接触的套于所述驱动轴上， 通过所述的固定轴固 定； 所述光电信号处理元件中包括感光元件组、 信号处理模块和温度传感模块， 用于感知所述压 致发光材料因驱动轴转动时给压致发光材料应 力而发出的荧光信号强度和温度传感模块感知 的温度变化， 发送至上位机中进行处理显示。 本 实用新型可实现实时检测驱动轴的扭矩变化和 温度等变化情况， 具有较高的准确度， 可 以实现 远程检测， 尤其 适应了无人驾驶时代。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 216559076 U 2022.05.17 CN 216559076 U 1.一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特征在于， 包括压致发光 材料 （3） 、 光电信号处理元件 （4） 、 固定轴 （5） 、 上位机 （8） ； 待测的系统包括差速器 （1） 和驱动 轴 （2） ， 差速器 （1） 用于给驱动轴 （2） 施加扭矩； 驱动轴 （2） 上涂覆了所述的压致发光材料 （3） ； 所述的光电信号处理元件 （4） 为一套筒结构， 非接触的套于所述驱动轴 （2） 上， 通过所 述的固定轴 （5） 固定； 所述光电信号处理元件 （4） 中包括感光元件组 （41） 、 信号处理模块 （42） 和温度传感模块 （44） ， 用于感知所述压致发光材料 （3） 因驱动轴 转动时给压致发光材 料应力而发出的荧光信号强度和温度传感模块 （44） 感知的温度变化， 发送至上位机 （8） 中 进行处理显示。 2.根据权利要求1所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述的压致 发光材料 （3） 是粉末 状或胶体状的材料， 将紧密贴合涂覆 一圈在一段驱 动轴 （2） 上。 3.根据权利要求1所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述光电信号处理元件 （4） 为一个不与 驱动轴 （2） 有实质接触的套筒结构， 套于涂 覆有压致发光材 料 （3） 的驱动轴 （2） 上， 通过 所述的固定轴 （5） 悬挂固定 于汽车底盘 （6） 上。 4.根据权利要求1所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述光电信号处理元件 （4） 包括感光元件组 （41） 、 信号处理模块 （42） 、 无线收发模 块 （43） 、 温度传感模块 （44） ； 所述的信号处理模块 （42） 接收到来自所述感光元件组 （41） 和 温度传感模块 （4 4） 的电信号， 经处 理后传输 至无线收发模块 （43） ， 无线传输 至上位机 （8） 。 5.根据权利要求1所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述的感光元件组 （41） 为光电探测器PD  或CCD或CMOS， 且所述的感光元件组 （41） 平铺嵌入在所述 光电信号处 理元件 （4） 的内壁。 6.根据权利要求1所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述的温度传感模块 （4 4） 为热敏电阻、 柔 性薄膜直贴式温度传感器。 7.根据权利要求4所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述的无线收发模块 （43） 是 具有无线收发功能的模块， 包括 WiFi、 蓝牙。 8.根据权利要求1所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述的上位机 （8） 是具有信息处理、 显示、 输入和 输出功能的设备， 上位机 （8） 通过 有线或者无线的方式与光电信号处 理元件 （4） 进行通讯连接 。 9.根据权利要求1所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述的光电信号处 理元件 （4） 的套 筒结构包裹有隔热 材料 （9） 。 10.根据权利要求9所述的一种基于压致发光材料的扭矩及温度多参量传感装置， 其特 征在于， 所述的隔热材料 （9） 采用降低空气与驱动轴之间热传递的材料， 包括石蜡、 岩棉、 气 凝胶。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216559076 U 2基于压致发光 材料的扭矩及 温度多参量传感装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及汽车领域， 特别是涉及一种基于压致发光材料的电机或汽车驱动 轴扭矩及温度多参 量传感装置 。 背景技术 [0002]随着工业化发展， 在各领域都可以看到电机 的应用， 特别是行驶的汽车中有大量 的电机及驱动轴在转动， 而严格检验汽车在行驶过程中驱动轴或电机的性能 （如扭矩、 转 速、 温度等 参数） 一直以来都是个挑战。 [0003]当不同的扭矩施加到汽车的驱动轴上， 使汽车加速或减速时， 驱动轴会受到因扭 力 （或应力） 产生的微小 形变。 传统的对驱动轴的扭矩检测一般都是在 汽车在出厂时通过测 试汽车发动机的负载功 率来标定得到的， 或是单独通过机器给驱动轴施加不同扭矩来测试 其力学性能。 而针对行驶中的汽车， 由于其驱动轴 连接着差速器， 差速器连接着传动轴， 此 类轴承在汽车行驶的过程中在不断的转动， 很难针对行驶的汽车测试其驱动轴的实时扭矩 变化， 且由于汽车使用年限及受损程度或实际行驶过程中的温度变化等原因， 这使得汽车 出厂标定的扭矩参数误差很大， 不能实时反映此刻的真实扭矩， 而扭矩异常通常预示着发 动机或其他轴承的异常， 这将有潜在的危险。 因此， 特别是随着无人驾驶技术的发展， 亟需 一种能实时反映驱动轴真实运行状态的传感装置 。 实用新型内容 [0004]为了克服现有技 术的不足， 本实用新型的目的是提供一种基于 压致发光材 [0005]料的扭矩及温度多参量传感装置， 实现实时检测驱动轴的扭矩变化和温度变化情 况。 [0006]一种基于压致发光材料的电机或汽车驱动轴扭矩及温度多参量传感装置， 包括压 致发光材料、 光电信号处理元件、 固定轴、 上位机； 待测的系统包括差速器和驱动轴， 差速器 用于给驱动轴施加扭矩； 驱动轴 上涂覆了所述的压致发光材料； 所述的光电信号处理元件 为一套筒 结构， 非接触的套于所述 驱动轴上， 通过所述的固定轴固定； 所述光电信号处理元 件中包括感光元件组、 信号处理模块和温度传感模块， 用于感知所述压致发光材料因驱动 轴转动时给压致 发光材料应力而发出的荧光信号 强度和温度传感模块感知的温度变化， 发 送至上位机中进行处 理显示。 [0007]所述的压致发光材料是粉末状或胶体状的材料， 将紧密贴合涂覆一圈在一段驱动 轴上。 [0008]所述光电信号处理元件为一个不与驱动轴有实质接触的套筒结构， 套于涂覆有压 致发光材 料的驱动轴上， 通过 所述的固定轴悬挂固定 于汽车底盘上。 [0009]所述光电信号处理元件包括感光元件组、 信号处理模块、 无线收发模块、 温度传感 模块； 所述的信号处理模块接 收到来自所述感光元件组和温度传感模块的电信号， 经处理 后传输至无线收发模块， 无线传输 至上位机 。说　明　书 1/4 页 3 CN 216559076 U 3