[发明专利]霍尔效应直升飞机桅杆扭矩仪

说明书

技术领域

本发明一般涉及扭矩仪，并特别着重于旋翼飞机桅杆的扭矩仪。

背景技术

目前，如直升飞机桅杆的旋翼飞机桅杆的桅杆扭矩，是通过测量在接附 于直升飞机桅杆顶部的精密齿轮和接附于直升飞机桅杆底部完全一样的精 密齿轮之间的旋转相位移或扭转而进行测量的。由直升飞机桅杆扭曲造成的 在这两个齿轮之间的旋转相位移用电感装置测量。

必须将这些具有键槽的精密齿轮精确地对齐，由于它们必须由电感装置 探测，因此由磁钢制成。就此点而论，这些精密齿轮即重又成本昂贵。电感 装置含有大量的铜，同样是即重又生产成本昂贵。精密齿轮和电感装置的总 和重量一般为三至四磅。最近取得的一些进展使装置可以用较小的电感线 圈，因而减少了仪表的一些重量。

虽然在探测旋翼飞机桅杆扭矩的领域内已有重大发展，但仍有许多缺 点。

附图说明

附加的权利要求书陈述了认为是本申请的扭矩仪特征的新特点。然而， 通过将这两点相结合，即参考下列例解具体实施方式的详细说明与细阅附 图，更有助于理解本申请的扭矩仪、首选应用模式和进一步的目标及优势， 其特征是：

图1是根据本申请的霍尔效应扭矩仪优选实施例的简化示意图；

图2是根据本申请的霍尔效应扭矩仪的优选实施例中直升飞机桅杆组件 的纵向截面图；及

图3是根据本申请的霍尔效应扭矩仪的备选实施例的简化示意图。

具体实施方式

在优选实施例中使用了一对磁体和霍尔效应晶体管，以确定旋翼飞机桅 杆的扭矩。无须将磁体和霍尔效应晶体管精确地对齐。一块磁体适用至桅杆 的顶部，另一块磁体适用至桅杆的底部。在桅杆扭曲时，适用至桅杆顶部的 磁体经受旋转相位移。适用至桅杆底部的磁体与适用至桅杆顶部的磁体共 用，从而校正“无扭曲”设置并且确定由测量桅杆顶部的磁体所经受的相位 移。

当桅杆旋转时，磁体每通过一次，霍尔效应晶体管就提供一个脉冲。数 据处理系统记录了晶体管的脉冲，并计算在两个脉冲和初始无扭曲校正设置 之间的相位移。这一计算出的相位移直接与桅杆上的扭矩成正比。通过测量 一个特定磁体中的脉冲之间的时间，也可测量桅杆速度。

与先前的解决方案相比，这个方案具有优势。在本申请的霍尔效应扭矩 仪中，使用了轻而便宜的两块磁体和一个单独的霍尔效应晶体管，以确定直 升飞机桅杆的扭矩。而重又昂贵的键槽精密齿轮必须被精确地对齐，同时还 具有一个电感线圈装置。

参见附图中的图1，这里例解了本申请所述的霍尔效应扭矩仪100的优 选实施例的简化示意图。扭矩仪100与旋翼飞机桅杆102耦合。一套旋翼叶 片(未示出)与桅杆102耦合。立管104刚性地固接在桅杆102的顶部103， 并沿桅杆102的长度延伸。立管104与桅杆102的顶部103连接，因此，当 桅杆102旋转时，立管104也旋转。同时，立管104也成正比地经受桅杆102 顶部103所经受的任何扭转偏差。立管104与适配器106耦合，然后与第一 磁体108耦合。适配器106与立管104连接，因此，当立管104旋转时，适 配器106也以同样速度旋转。这使得第一磁体108以与立管104相同的速度 旋转，而立管是以桅杆102顶部103的同样速度旋转。采用这一方式，第一 磁体108适用至桅杆102的顶部103。第二磁体110通过组件114与桅杆 102底部111耦合。这驱使第二磁体110以与桅杆102底部111同样的速度 旋转。采用这一方式，第二磁体110适用至桅杆102的底部111。

在优选实施例中，磁体108和110在同一平面上以180度分开安置。当 桅杆102和立管104旋转时，磁体108和110旋转并经过传感器装置112。 传感器装置112包括有一个霍尔效应晶体管。由于磁体108和110一般配置 于同一平面，传感器装置112仅需要一个单独的霍尔效应晶体管，就可以检 测当传感器装置112旋转磁体108和110时磁体108和110每个的磁场。须 理解的是，没有必要将磁体108和110彼此以180度分开。实际上，磁体 108和110也可按任何所想要的度数彼此分开。此外，应当理解的是，磁体 108和110不需要精确地对齐。没有必要将磁体108和110配置在同一平面 上。唯一必要的是，传感器装置112的霍尔效应晶体管须能够将磁体108和 110作为分立的实体进行探测。