[发明专利]力测量设备、传动装置、执行装置和力测量设备的应用

说明书

本发明涉及一种力测量设备(1)，其测量原理基于测量两个部件(3、5)的相对位置，该相对位置会被弹性的回位力影响，设有测量装置(7)，其设置用于利用磁相互作用测量所述相对位置。尤其是提出，将这种力测量设备(1)例如用于防止执行装置的超调。本发明还涉及一种传动装置、一种执行装置以及力测量设备的应用。

技术领域

本发明涉及一种力测量设备，其具有第一部件和第二部件，其中，第一部件和第二部件相对于彼此沿着运动方向可运动地支承。弹性的回位力沿着该运动方向起作用。还设有测量装置，该测量装置的输出信号有关于第一部件相对于第二部件沿着运动方向的相对位置。此外本发明还涉及一种具有这样的力测量设备的传动装置和一种具有这样的传动装置的执行装置。本发明还涉及一种力测量设备的应用。

背景技术

此类的力测量设备、传动装置和执行装置是已知的，其中，力测量设备通常具有延伸尺寸测量条。事实证明，测量条的安装很复杂，因为它通常必须手工完成。

此类的力测量设备例如与涡轮蜗杆传动装置组合使用，以便确定由蜗杆轴驱动的涡轮的转矩。转矩在本发明意义上涉及力。在此已知，蜗杆轴在两侧利用弹簧预紧并且蜗杆轴在运行时的偏移被机械量取。然而这具有以下缺点，即，由于存在预紧，因此测量精度会受到影响，从而从最大力矩的30％开始才能产生可靠的测量结果。

另一已知的替选解决方案在于，蜗杆轴通过弹性体支撑，其中，蜗杆轴靠置在板上并且向该板施加负载，并且压力传感器测量弹性体的变形。该已知的替选解决方案也通常不满足在实践中对测量精度所提的要求。

发明内容

在该背景下，本发明的目的在于，提供一种力测量设备、一种传动装置和一种执行装置，它们具有改善的使用性能。尤其是应当提出一种力测量设备，其可以更简单制成和/或具有更高的测量精度。

为了实现所述目的，本发明提出权利要求1的特征。尤其是因此按照本发明在开头描述类型的力测量设备中为了实现所述目的而提出，测量装置设置用于利用磁相互作用测量所述相对位置。

将磁相互作用充分用于测量所述相对位置有以下优点：该测量不被机械耦合和耦回干扰，从而能达到非常高的测量精度。这样的测量也能够简单地在结构上实现，因为消除了用于将测量传感器机械地与两个相对于彼此可运动的部件连接的在结构上的耗费。基于对磁相互作用的使用，因此不要求将测量传感器与两个部件机械连接。由此改善了已知力测量设备的使用性能。

如果现在向例如在两部件之中的位置可改变的部件上施加外力，那么第一部件相对于第二部件的相对位置改变。基于弹性的回位力，在建立力平衡之后获得确定的相对位置。该相对位置通过测量装置的测量因此允许推断出所使用的外力。测量设备因此就是力测量设备。

力测量设备例如可以设置用于直接测量外力或者弹性的回位力。力测量设备也可以设置用于确定由弹性的回位力的大小得出的力，例如涡轮上的转矩，该转矩基于由蜗杆轴施加的轴向力产生。

可以构成有换算单元，其设置用于将所述相对位置换算成由弹性的回位力的大小得出的力。优选将利用磁场传感器检测的距离换算成这样的力。也可以规定，测量大小的换算由外部单元实施，从而利用力测量设备直接仅能输出这样的值，该值由测量装置的磁场传感器输出。

测量装置的输出信号直接可以是由磁场传感器输出的信号。在此也可以是已经换算的信号。

可以规定，所述磁互相作用基于磁感应。附加或替代地，所述磁互相作用也可以基于霍尔效应。

可以规定，测量装置具有磁场传感器。该磁场传感器例如可以是线圈或者霍尔传感器。该线圈在此可以面状和/或螺旋状构成。尤其是LDC传感器适合作为磁场传感器。例如磁场传感器也可以是上面已经提到的磁场传感器。

优选磁场传感器设置用于检测在第一部件和第二部件之间的限定所述相对位置的距离。此类的距离测量能以特别高的精度实施。