[發明專利]一種扭矩和角度測量系統及扭矩和角度測量方法

在審

• 申請號: 201611243006.7
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108254198A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 任萌喆;朱衛;歸曉燕;劉震宇;張全慧;呂清濤
• 申請（專利權）人: 上海海拉電子有限公司
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G01D21/02
• 代理公司: 北京大成律師事務所 11352
• 代理人: 李佳銘;沈汶波

1.一種扭矩和角度測量系統，包括輸入軸及輸出軸，所述輸入軸與輸出軸間連接有一扭桿，其中，所述輸入軸與輸出軸互相相對的端部分別設有輸入轉子及輸出轉子，所述輸入轉子與所述輸入軸同軸旋轉，所述輸出轉子與所述輸出軸同軸旋轉，其特征在于，

所述扭矩和角度測量系統還包括：第一角度測量設備、第二角度測量設備、齒輪組及控制模塊；

所述第一角度測量設備設于所述輸入軸與輸出軸間，所述第一角度測量設備產生一測量磁場，根據所述輸入轉子與輸出轉子切割所述測量磁場而產生的感應電壓，分別測量輸入轉子旋轉角度和輸出轉子旋轉角度，其中

所述輸入轉子包括第一扇葉組，所述輸出轉子包括第二扇葉組，所述第一扇葉組的數量是第二扇葉組數量的兩倍；

所述齒輪組與所述輸入軸嚙合連接，所述輸入軸基于所述齒輪組的傳動比i傳動所述齒輪組；

所述第二角度測量設備設于所述齒輪組外，測量齒輪組旋轉角度；

所述控制模塊接收所述輸入轉子旋轉角度、輸出轉子旋轉角度和齒輪組旋轉角度，根據輸入轉子旋轉角度、齒輪組旋轉角度和輸出轉子旋轉角度的差值測量扭矩和絕對角度。

2.如權利要求1所述的扭矩和角度測量系統，其特征在于，

所述第一角度測量設備包括激勵線圈、接收線圈、控制芯片及PCB板；

所述激勵線圈設于所述PCB板上，產生所述測量磁場；

所述接收線圈設于所述PCB板上，并與所述接收線圈設于同一端面，測量所述輸入轉子和輸出轉子切割所述測量磁場而產生的感應電壓；

所述控制芯片設于所述PCB板上，接收所述感應電壓，以測量所述輸入轉子旋轉角度和輸出轉子旋轉角度。

3.如權利要求2所述的扭矩和角度測量系統，其特征在于，

所述PCB板中部設有通孔，所述扭桿貫穿所述通孔。

4.如權利要求1所述的扭矩和角度測量系統，其特征在于，

所述齒輪組包括驅動齒輪及從動齒輪；

所述輸入軸包括延伸部，相對于所述輸入軸轉子而設，所述驅動齒輪套設于所述延伸部上與所述輸入軸同軸旋轉；

所述從動齒輪以所述傳動比i與所述驅動齒輪咬合。

5.如權利要求4所述的扭矩和角度測量系統，其特征在于，

所述傳動比i＝45:37、45：41或45:43中的一種。

6.如權利要求1所述的扭矩和角度測量系統，其特征在于，

所述第一扇葉組包括m片第一金屬葉片，所述第二扇葉組包括n片第二金屬葉片；

所述控制模塊根據所述第二金屬葉片的周期角度及所述齒輪組的周期角度和所述第一金屬葉片的周期角度的結合計算所述差值以及絕對角度。

7.如權利要求6所述的扭矩和角度測量系統，其特征在于，

所述m＝10，所述n＝5。

8.一種扭矩和角度測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：一第一角度測量設備于一輸入軸與一輸出軸間產生測量磁場，并根據所述輸入轉子與輸出轉子切割所述測量磁場而產生的感應電壓測量輸入轉子旋轉角度和輸出轉子旋轉角度，其中輸入轉子包括的第一扇葉組的數量是輸出轉子包括的第二扇葉組的數量的兩倍；

步驟2：將一齒輪組與輸入軸嚙合連接，所述輸入軸基于所述齒輪組的傳動比i傳動所述齒輪組；

步驟3：一第二角度測量設備測量所述齒輪組的齒輪組旋轉角度；

步驟4：一控制模塊根據輸入轉子旋轉角度、齒輪組旋轉角度和輸出轉子旋轉角度的差值測量扭矩以及絕對角度。

9.如權利要求8所述的扭矩和角度測量方法，其特征在于，

所述步驟1中，所述第一角度測量設備測量所述輸入軸上的輸入轉子的第一金屬葉片的周期角度和所述輸出軸上的輸出轉子的第二金屬葉片的周期角度，以測量輸入轉子旋轉角度和輸出轉子旋轉角度。

10.如權利要求8所述的扭矩和角度測量方法，其特征在于，

所述步驟2中，齒輪組包括驅動齒輪及從動齒輪，所述第二角度測量設備測量所述從動齒輪的旋轉角度，以得到所述齒輪組旋轉角度。