[发明专利]轴扭转角和/或者轴扭矩检测装置以及运行该装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴扭转角和/或者轴扭矩检测装置以及运行该装置的方法。

本发明也涉及用于运行该装置的计算机程序。

背景技术

专利DE19818799C2描述了一种轴旋转角检测装置，该装置包括一个磁栅尺以及一个对应于磁栅尺的传感器单元。磁栅尺具有两个同轴安装于旋转轴上的磁性编码环。其中一个环的半个圆周上的磁极数与另一个环的半个圆周上的磁极数互质。其中一个环的极数为奇数。传感器装置包括两个磁阻传感器，这两个磁阻传感器可检测两个环的磁场，并且包括另一个霍尔传感器形式的传感器，该传感器可检测极数为奇数的环的磁场。

DE19932965A1公开说明书中描述了一种位置测量装置，可将其用来检测轴上出现的扭矩。光学传感器包括一个刻度单元，具有布置在轴的圆周方向的第一和第二刻度构成的第一双刻度。这两个刻度叠加就会产生可以检测出来的随扭矩变化的莫尔条纹。光学传感器检测莫尔条纹的一部分区域，在分析单元中将其转变成莫尔条纹的周期图像，将该图像对应于轴静止状态下的扭矩零点。

DE60201226T2专利说明书中描述了一种电容式测量装置，可将其用来检测分为两半用扭力杆相连的轴上出现的扭矩。安装有一个具有若干辐条并且与第一半轴一起转动的介质圆盘，此外还安装有一个具有开口的第一和第二导体圆盘构成的圆盘副，该圆盘副呈转笼状包围介质圆盘，并且与第一半轴一起转动，转笼与所施加的轴扭矩成比例遮盖介质圆盘的部分辐条。此外还有一对同心的电容器极板环，这些包围第一半轴的极板环均布置在具有开口的第一导体圆盘之中。此外还有一个对置的电容器极板，该极板包围第二半轴，并且布置在具有开口的导体圆盘旁边。还有用来比较同心环与对置电容器极板之间电容的电桥装置，用以最终确定轴上出现的扭矩。

DE69732355T2专利说明书中描述了一种将扭矩传感器安装在电机或者减速器中的方法，将该传感器基本上与旋转轴同心安装。扭矩传感器由至少一个固定线圈构成，并且具有至少一个配有导电材料构成的平行迹线的区域。将旋转轴设计成具有凹槽的曲轴，将所述区域布置在测量面的包络面上，所述测量面固定在凹槽之中，并且被固定线圈包围。所述装置的特征在于，测量轴和凹槽各自有一个开口，并且共同容纳一个穿过这些开口的螺栓或螺钉，用以固定或锁定凹槽和测量轴。

DE102007023537A1公开说明书中描述了一种用于测量伸长率、尤其也适合用于测量扭矩的装置。用于输入或输出扭矩信号的接线端子均通过具有测量值变送器的应变测量结构相互连接。该装置被设计成划分为若干扇形段的环形法兰形式，这些扇形段均通过应变测量结构相互连接。

EP1315954B1公开了一种利用相码道和连接在轴之间的扭力杆检测分半轴上的角度差的方法，轴每旋转一圈，即可利用相应的光学传感器和分析单元获得多含义的相位信号。所述方法的特征在于，将至少两个相位信号加权累加成一个信号，从该信号生成一个非整数分量，该分量与角度差成正比，将角度差与扭力杆的弹性系数相乘，即可确定轴上的扭矩。

关于本专利申请中所使用的感应式传感器的说明，可访问申请人指示的网址：http://www.balluff.com。感应式传感器可在特定工作范围内提供与传送器的距离成比例的模拟信号。

发明内容

本发明的任务在于，阐述一种能够可靠检测轴扭转角和/或者轴上出现的扭矩的装置以及运行该装置的不同方法，尤其能在严酷环境条件下，例如减速器中出现的环境条件下进行可靠检测。

采用相关独立权利要求中所述的特征，即可解决这一任务。

本发明所述轴扭矩检测装置的特征在于：将轴对应于至少一个第一传送器，该传送器影响至少一个线圈参数；有用至少一个第一感应式传感器对第传送器进行扫描；将至少一个第一传送器对应于轴的至少一部分圆周；至少一个第一传送器具有至少一个码道，轴每旋转一圈至少有一个周期，并且至少一个第一感应式传感器提供反映至少在该周期之内轴旋转角大小的传感器信号；有一个同样与轴的至少一部分圆周相对应并且同样影响至少一个线圈参数的第二传送器与第传送器相隔设定的距离；有至少一个感应式传感器对至少一个第二传送器进行扫描；至少一个第二传送器同样具有至少一个码道，轴每旋转一圈至少有一个周期，并且第二感应式传感器同样也提供至少在该周期之内反映轴旋转角大小的传感器信号；并且有一个求差装置，其得出并且提供轴扭转角作为感应式传感器检测的两个旋转角的角度差。