DE3937164C2 - Anordnung zur simultanen Messung von Kräften und Momenten - Google Patents
Anordnung zur simultanen Messung von Kräften und MomentenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur simultanen
Messung von Kräften und Momenten gemäß den im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Aus der EP 0 227 432 A2 ist eine derartige Anordnung bekannt,
dessen Achsenkreuz sechs als Blattfedern ausgebildete Arme
aufweist. An den radial außenliegenden Enden der Blattfedern sind
kugelförmige Spitzen angeordnet, welche in Schlitze eines Außenrahmens
eingreifen. Die Schlitze liegen jeweils in der gleichen
Ebene wie die zugeordneten Blattfedern und bei einer Auslenkung
des Außenrahmens werden die kugelförmigen Spitzen in den Schlitzen
verschoben, wobei Reibungskräfte zu überwinden sind. Ferner
ist ein nicht zu vernachlässigendes Spiel zwischen den Spitzen
und den Seitenwänden der Schlitze orthogonal zur Ebene der
Blattfedern zu beachten, wodurch eine Hysterese und eine
reduzierte Ansprechempfindlichkeit verursacht wird. Parallel zu
jeder Blattfeder ist ein Träger vorgesehen, auf welchem mittels
einer weiteren Halterung eine LED und zugeordnete Fotodioden
angeordnet sind. Ferner ist am äußeren Ende jeder Blattfeder noch
eine Blende angeordnet, mittels welcher bei einer Auslenkung der
Blattfeder die auf die zugeordnete Fotodiode von der LED ausgesandte
Lichtmenge variiert wird. Die Vielzahl der genannten
Einzelteile erfordern eine hochpräzise Fertigung und Montage,
wodurch ein hoher Aufwand bedingt ist. Es wird jeweils die
Durchbiegung der Blattfedern senkrecht zur Blattfederebene
gemessen, wobei eine Abstandsänderung zwischen dem Außenrahmen
und dem zugehörenden Blattfederarm, abgesehen von fertigungsbedingtem
Spiel, nicht gemessen wird. Die Schlitze im Außenrahmen
ermöglichen lediglich ein seitliches Ausweichen quer zur Meßebene,
wobei jedoch die durch Reibung bedingte Hysterese in Kauf
zu nehmen ist.
Ferner ist aus der deutschen Zeitschrift "Technisches Messen tm,
53. Jahrgang, Heft 7/8/1986, Seiten 286 bis 292" eine Anordnung
bekannt, welche als sechsdimensionaler Sensor ausgebildet ist und
einen Basisring mit vier Speichen in Richtung zu einem zentral
angeordneten Kern enthält. Die Speichen liegen in der Ebene des
Basisringes und orthogonal zu dieser Ebene sind vier Stützen
vorgesehen, über welche ein zweiter oberer Ring mit dem Kern
verbunden ist. An den Speichen und Stützen sind insgesamt acht
Dehnungsmeßstreifen vorgesehen, mittels welchen Verformungen
beim Einwirken von Kräften und Momenten erfaßt werden. Die
Speichen und Stützen müssen mechanisch verformbar sein. Der
Basisring, welcher im Vergleich zu dem zweiten Ring einen größeren
Durchmesser aufweist, kann außen von einer Kugel umgeben
sein, in deren Zentrum der genannte Kern liegt, wobei der zweite
Ring Bestandteil eines ortsfest angeordneten Fußes oder einer
Halterung sein kann. Nennenswerte Relativbewegungen zwischen der
Kugel bzw. dem Basisring und dem ortsfesten Fuß sind mit dieser
Anordnung nicht zu erzielen und es kann folglich einer die Kugel
außen umfassende Hand praktisch kein Gefühl als Reaktion auf die
erzeugten Kräfte und Momente vermittelt werden. Die mittels den
Dehnungsstreifen erzeugten Signale liegen in der Größenordnung
von Mikrovolt, wodurch eine keinesfalls geringe Störanfälligkeit
gegeben ist und zusätzliche Maßnahmen zur Verminderung desselben
erforderlich sind. Schließlich sind die mit den Dehnungsmeßstreifen
erfaßten Signale voneinander nicht entkoppelt und die
einzelnen Komponenten der translatorischen und rotatorischen
Bewegungen müssen aus mehreren Meßsignalen unter Berücksichtigung
unterschiedliche Koeffizienten berechnet werden. Des weiteren
sind infolge von Unsymmetrien der Dehnungsmeßstreifen sowie zur
Berücksichtigung von Temperatureffekten in der Praxis recht
aufwendige Korrekturmaßnahmen erforderlich.
Desweiteren ist aus der deutschen Zeitschrift "Feinwerktechnik
und Meßtechnik", 83, Heft 5/1975, Seiten 209 bis 213 ein induktiver
3-Koordinaten-Wegaufnehmer mit einem Gehäuse bekannt, in
welchem über eine Membranfeder ein Meßbolzen bewegbar aufgehängt
ist. In axialer Verlängerung des Meßbolzens ist ein erster
Ferritkern vorgesehen und über ein Verbindungsstück und starre
Arme ist in den beiden anderen orthogonalen Raumrichtungen
jeweils ein weiterer Ferritkern vorgesehen. Die Ferritkerne sind
bei einer Auslenkung einer am Meßbolzen außen angeordneten
Tastkugel bewegbar. Bei Bewegung der Tastkugel führen die Ferritkerne
nicht nur translatorische Bewegungen innerhalb der sie
umgebenden Meßspulen aus, sondern es ergeben sich hierbei Drehbewegungen
um einen Drehpunkt der Membranfeder. Zur Erfassung von
Drehmomenten ist dieser Wegeaufnehmer nicht ausgelegt. Die mit
koaxialen Schlitzen versehene Membranfeder erfordert eine sorgfältige
Justierung und Montage, um vor allem eine mechanische
Kopplung zwischen den Ferritkernen und den Innenflächen der
Spulen zu vermeiden.
Schließlich ist aus der US-PS 46 35 479 eine Sensorkugel bekannt,
welche auf einem Achsenkreuz mit vier Armen angeordnet ist. Diese
Arme sind jeweils in zwei zueinander orthogonalen Ebenen biegbar.
In der Sensorkugel sind ferner Sensoren angeordnet, um Relativbewegungen
bezüglich eines mit einem Standfuß fest verbundenen
Achsenkreuzes zu erfassen, welches gleichfalls vier Arme aufweist.
Bei dieser Sensorkugel werden die Bewegungen mittels
Dehnungsmeßstreifen sensiert und die oben aufgezeigten Probleme
treten gleichermaßen auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Anordnung
dahingehend auszubilden, daß bei funktionssicherer Konstruktion
die verschiedenen Komponenten einer gemessenen Kraft oder eines
Drehmoments in den durch einen Standfuß oder dergleichen vorgegebenen
Raumrichtungen entkoppelt sind.
Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Die vorgeschlagene Anordnung zeichnet sich durch eine funktionssichere
Konstruktion aus und ermöglicht zuverlässig die berührungslose
Messung von Kräften und Drehmomenten. Die Arme des
Achsenkreuzes sind starr ausgebildet und über die Druckfedern
erfolgt eine gedämpfte Fesselung des bewegbaren Außenrahmens,
welche die Kontur einer Kugel oder die Form eines Handgriffes
aufweisen kann. Der Außenrahmen weist entsprechend den sechs
Armen des inneren Achsenkreuzes angeordnete Aussparungen derart
auf, daß einerseits die Relativbewegungen in den sechs Freiheitsgraden
ermöglicht werden und andererseits die zur Fesselung
vorgesehenen Druckfedern aufgenommen werden. Ferner können in den
Aussparungen die Sensoren angeordnet sein. Mittels der Sensoren
werden Abstandsänderungen zwischen dem inneren Achsenkreuz und
dem Außenrahmen funktionssicher erfaßt. Die Sensoren sind jeweils
an den Enden der sechs starren Arme angeordnet. An jedem Ende
sind zweckmäßig zwei derartige berührungslose Sensoren vorgesehen,
deren Signale bei einer Bewegung des Außenrahmens sich
gegensinnig ändern, wobei die Kraftkomponenten ebenso wie die
Drehmomentkomponenten durch Differenzbildung entsprechender
Signale bestimmbar sind. Im Inneren des Außenrahmens sind zwei
Typen von Aussparungen vorgesehen, wobei die Aussparungen des
ersten Typs als insgesamt sechs Paßsitze für einen Montagerahmen
der genannten Druckfedern ausgebildet sein können. Die Aussparungen
des zweiten Typs sind im wesentlichen rechteckförmig
und den Sensoren zugeordnet.
Bei Ausbildung der Sensoren als Reflexsensoren sind die jeweils
gegenüberliegenden inneren Oberflächen der Aussparungen
des zweiten Typs einheitlich ausgebildet und insbesondere weiß
gefärbt, um einheitliche Reflexionsverhältnisse für diese Reflexsensoren
zu erhalten. Die zu den vorstehend erwähnten Oberflächen
senkrecht angeordneten inneren Oberflächen bilden ferner Anschläge
und begrenzen die möglichen Relativbewegungen des Außenrahmens
bezüglich des Achsenkreuzes.
Das Achsenkreuz besteht aus Hohlprofilen, die im Zentrum
miteinander verbunden sind. Das Achsenkreuz ist fest mit
einem massiven Standfuß verbunden, und die Signale der ent
sprechend gemessenen Komponenten liegen in der gleichen
Richtung, so daß keine aufwendigen Umrechnungen der Signale
erforderlich sind. Die im Inneren hohlen Arme tragen die
Reflexsensoren und deren Widerstände, wobei die Zuleitungen
und die Signalleitungen durch das hohle Achsenkreuz zum
Standfuß geführt sind. In diesem Standfuß befindet sich
erfindungsgemäß ein vorverarbeitender Rechner. Die gemessenen
Kräfte und Momente werden nach Vorverarbeitung in diesem Mi
krorechner über eine herkömmliche Schnittstelle einem An
wender bzw. einem Anwenderprogramm zur Verfügung gestellt, um
nachfolgend entsprechende Steuerungsaufgaben erledigen zu
können.
Setzt man einmal voraus, daß ein Angriffpunkt in das Werk
zeug eines Handhabungsgerätes verlegt sei und die Kraft als
Geschwindigkeit und das Drehmoment als Winkelgeschwindigkeit
des Werkzeuges interpretiert wird, so bildet die er
findungsgemäße Vorrichtung ein Steuerelement für ein derarti
ges Handhabungsgerät. Weiterhin kann man sich den Angriffs
punkt in ein dreidimensionales Objekt verlegt vorstellen,
welches auf dem Bildschirm von einem Rechner dargestellt
wird. So kann unter Zugrundelegung der vorstehenden Umdeutung
von Kräften und Momenten das Objekt auf dem Bildschirm in
seinen sechs Freiheitsgraden bewegt werden. Die erfindungsge
mäße Anordnung ist somit eine Eingabeeinheit, um entsprechend
manuell ausgeübten Kräften und/oder Momenten, insbesondere
elektrische Steuersignale, erfindungsgemäß zu erzeugen.
Aufgrund der federelastischen, im übrigen aber freien
Kopplung zwischen dem Außenrahmen bezüglich des starren
Achsenkreuzes, wird der angreifenden Hand eine Reaktion auf
die erzeugten Kräfte und Momente vermittelt, wobei die
Rückwirkung entsprechend der Federsteifigkeit der Federn
entsprechend den Anforderungen vorgebbar ist.
Weitere besonders zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen angegeben und ferner der nachfolgenden
Beschreibung zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Anordnung zur
simultanen Messung von Kräften und Momenten,
Fig. 2 schematisch die Anordnung gemäß Fig. 1 in einem
Längsschnitt in der Y-Z Ebene,
Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 bei Einwirkung einer
Kraft in Richtung einer Achse,
Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 beim Einwirken eines
Moments.
In Fig. 1 ist ein starres Achsenkreuz 2 dargestellt, welches
insgesamt sechs fest miteinander verbundene Arme 4-9
aufweist. Diese Arme 4-9 sind jeweils orthogonal zueinander
ausgerichtet, und zwar entsprechend den drei Raumachsen X, Y
und Z eines seinen Nullpunkt im Zentrum 10 des Achsenkreuzes
2 aufweisenden kartesischen Koordinatensystems. So liegen die
Arme 4 und 5 auf der X-Achse, die Arme 6 und 7 auf der Y-
Achse und die Arme 8 und 9 auf der Z-Achse. Die Arme 4-9
sind als Hohlprofile ausgebildet, so daß elektrische Lei
tungen der nachfolgend noch zur erläuternden Sensoren pro
blemlos angordnet und zu einem Standfuß 12 geführt werden
können. In dem Standfuß sind eine Auswerteelektronik, ein
Rechner oder dergleichen angeordnet, wobei keinerlei flexible
Leitungen oder elektrische Abgriffe erforderlich sind. Wie
ersichtlich, sind an den Enden der Arme 4-9 Sensoren 14-
19 angeordnet, welche insbesondere als Reflexsensoren aus
gebildet sind und den Abstand zu einem hier mit gestrichelten
Linien angedeuteten Außenrahmen 20 erfassen. Der Außenrahmen
20 ist so groß, daß er von der Hand eines Benutzers erfaßt
und manipuliert werden kann, um Kräfte oder Drehmomente
einzuleiten. Zweckmäßig ist der Außenrahmen 20 als eine Kugel
ausgebildet und weist einen Durchmesser in der Größenordnung
zwischen 5 und 15 Zentimetern auf.
Den Sensoren 14-19 jeweils diametral gegenüberliegend sind
an den Enden der Arme 4-9 zusätzliche Sensoren 24-29
angeordnet. Diese paarweise Anordnung von Sensoren an den
insgesamt sechs Armen ermöglicht in besonders zweckmäßiger
Weise die Differenzbildung von Signalen, wodurch Driften, und
zwar insbesondere die Temperaturdrift, zuverlässig kompen
siert werden. Grundsätzlich genügt es im Rahmen dieser
Erfindung pro Arm einen Sensor entsprechend anzuordnen, um
die Kraft- bzw. Drehmomentkomponenten zu erfassen, doch ist
die erläuterte paarweise Anordnung aus den aufgezeigten
Gründen besonders sinnvoll.
Die Fesselung des Außenrahmens 20 bezüglich des feststehenden
Achsenkreuzes 2 erfolgt mit einer Anzahl von übereinstimmend
ausgebildeten Federn 30. Diese Federn sind bevorzugt als
gedämpfte Druckfedern ausgebildet, deren Dämpfungscharak
teristik erfindungsgemäß vorgegeben wird. Wie aus Fig. 1
ersichtlich, sind pro Arm jeweils zwei derartige Federn 30
diametral gegenüberliegend mit ihren inneren Enden auf dem
jeweiligen Arm 4-9 abgestützt. Pro Arm ist ferner ein
Montagerahmen 34-39 vorgesehen, an welchem die äußeren
Enden der gedämpften Federn 33, bevorzugt unter einer vor
gegebenen Vorspannung, anliegen. Zur Fertigung und Montage
der Vorrichtung werden zunächst die Federn 30 und die Mon
tagerahmen 34-39 bezüglich des Achsenkreuzes 2 in der
dargestellten Weise angeordnet. Danach wird der Außenrahmen
20 mit geeigneten Aussparungen (erster Typ) , die als Paßsitze
ausgebildet sind, um das Achsenkreuz herum angeordnet. Der
Außenrahmen 20 besteht aus zwei Teilen, wobei die Teilungse
bene beispielsweise im wesentlichen mit der X-Y-Ebene über
einstimmt. Die Montagerahmen 34-39 ermöglichen eine ein
fache und gleichwohl zuverlässige Konstruktion und Montage,
wobei eine ordnungsgemäße Anordnung und Ausrichtung der
insgesamt zwölf Druckfedern innerhalb des Außenrahmens 20
gewährleistet wird.
Wie bereits dargelegt, besteht das Achsenkreuz aus im Zentrum
miteinander verbundenen Hohlprofilen, welche eine günstige
Fertigung ermöglichen. Auch die Montagerahmen 34-39 werden
mit geringem Aufwand aus Hohlprofilen gefertigt, die ledig
lich auf die entsprechende Länge geschnitten werden. Bei den
Druckfedern 30 handelt es sich um gedämpfte Federn, und die
Steifigkeit derselben wird den Erfordernissen entsprechend
vorgegeben. Der insbesondere als Kugel und/oder zweiteilig
ausgebildete Außenrahmen 20 umschließt das Achsenkreuz 2 mit
den Sensoren 14-19, 24-29 und den Federn 30, wodurch ein
optimaler Schutz zur Umgebung hin erreicht wird. Der Außen
rahmen 20 weist die bereits erwähnten Aussparungen mit den
Paßflächen für die Montagerahmen 34-39 auf und ferner die
zusätzlichen Aussparungen 44-49 des bereits erwähnten
zweiten Typs. Die den Sensoren 14-19 und 24-29 gegenüber
liegenden inneren Oberflächen der Aussparungen 44-49 weisen
die gleiche Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere weiße
Farbe auf. Hierdurch werden einheitliche Reflexionsverhält
nisse für sämtliche Reflexsensoren erhalten. Es sei festge
halten, daß die Oberflächen der genannten rechteckförmigen
Aussparungen in der Nullstellung des Außenrahmens 20 im
wesentlichen parallel zu den Raumachsen X, Y und Z ausgerich
tet sind. Die Ebenen der planen Oberflächen liegen jeweils
parallel zu den zwei Raumachsen definierten Ebenen.
In Fig. 2 ist die Anordnung schematisch in einem Längsschnitt
in der Y-Z-Ebene dargestellt, wobei hier die Ausbildung der
Arme 6-9 als Hohlprofile gut zu erkennen ist. Der untere
Arm 7 ist mit dem Standfuß 12 fest verbunden, dessen Rechner
und sonstige Elektronikteile nicht weiter dargestellt sind.
Die Arme 6, 7 ragen in die Aussparungen 46, 47 (zweiter Typ),
an deren inneren Oberflächen die Strahlen der paarweise
angeordneten Reflexsensoren 16, 26 sowie 17, 27 reflektiert
werden. Wie ersichtlich, können somit die Abstände zwischen
dem als Sensorkugel ausgebildeten Außenrahmen 20 und dem
starren Achen 2 sensiert werden. ln der dargestellten
Nullposition des Außenrahmens 20 sind die Signale sämtlicher
Sensoren gleich groß. Evtl. Abweichungen infolge von Toleran
zen oder dergleichen werden gegebenenfalls mittels des
Rechners ausgeglichen.
Gemäß Fig. 3 ist der Außenrahmen 20 mittels einer Kraft F
entgegen der Richtung der Z-Achse linear ausgelenkt. Entspre
chend den geänderten Abständen zwischen den Reflexsensoren
und den inneren Oberflächen sind die mittels den Sensoren 16,
26, 17 und 27 erfaßten Signale S16, S26, S17 und S27
geändert. Die Kraftkomponente wird erfindungsgemäß durch
Differenzbildung aus den Signalen der Sensorpaare der beiden
Arme einer Raumachse gemäß folgender Gleichung bestimmt:
(S16-S26) + (S17-S27).
Bei der dargestellten Auslenkung des Außenrahmens in der Z-
Achse verändern sich die Signale der anderen Sensoren nicht,
da die Lichtstrahlen an den jeweils zugeordneten inneren
Oberflächen der Aussparungen nur entlang bewegt werden, ohne
daß eine Abstandsänderung erfolgt. Voraussetzung ist hierbei,
daß im Rahmen der Erfindung die den Reflexsensoren jeweils
zugeordneten inneren Oberflächen parallel zu den jeweils
beiden anderen Raumachsen verlaufen, die senkrecht zur Meß-
bzw. Strahlrichtung stehen.
Gemäß Fig. 4 wirkt auf den Außenrahmen 20 ein Drehmoment M um
die zur Zeichenebene senkrecht stehende X-Achse. Die Abstände
und damit die Signale der Sensorpaare 16, 26 sowie 17, 27
ändern sich gegensinnig. Das einwirkende Moment wird aus den
Differenzsignalen der jeweils auf der gleichen Seite bezüg
lich der Y-Achse liegenden Sensoren 16, 17 bzw. 26, 27
bestimmt, wobei aus den Beträgen der genannten Differenzen
die Summe gemäß nachstehender Gleichung bestimmt wird:
(S16-S17) + (S26-S27).
Die Drehrichtung wird hierbei aus der Differenz, insbesondere
der Signale S16-S17, bestimmt.
Desweiteren können im Rahmen dieser Erfindung das einwirkende
Moment und dessen Drehrichtung unmittelbar aus der Summe von
Differenzsignalen bestimmt werden. Hierbei werden beispiels
weise in der Raumebene Y-Z, welche von der Achse X geschnit
ten wird, um welche das Drehmoment M wirkt, die Differenzen
aus den Abstandsänderungen der Sensorpaare 16, 17 bzw. 27, 26
erfaßt, welche jeweils auf der gleichen Seite bezüglich der
Y-Achse liegen. In Verbindung mit der Fig. 4 ergibt sich, daß
die nach der nachfolgenden Gleichung bestimmte Summe der
Differenzen entsprechend der Drehrichtung einen negativen
oder positiven Wert liefert:
(S16-S17) + (S27-S26).
Die Drehmomente um die anderen Raumachsen werden in der
entsprechenden Weise aus den Signalen der anderen Reflexsen
soren bestimmt. Festzuhalten bleibt an dieser Stelle, daß
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechend
ausgebildeten Anordnung eine einfache und zuverlässige
Messung der voneinander entkoppelten Komponenten der Kräfte
und Momente gewährleistet wird, welche von einer Hand auf den
Außenrahmen 20 ausgeübt werden.
Bezugszeichen
2 Achsenkreuz
4-9 Arm
10 Zentrum
12 Standfuß
14-19 Sensor
20 Außenrahmen
24-29 Sensor
30 Druckfeder
34-39 Montagerahmen
44-49 Aussparung
F Kraft
M Moment
S14-S19 Signal des Sensors 14-19
S24-S29 Signal des Sensors 24-29
4-9 Arm
10 Zentrum
12 Standfuß
14-19 Sensor
20 Außenrahmen
24-29 Sensor
30 Druckfeder
34-39 Montagerahmen
44-49 Aussparung
F Kraft
M Moment
S14-S19 Signal des Sensors 14-19
S24-S29 Signal des Sensors 24-29
Claims (7)
1. Anordnung zur simultanen Messung von Kräften und Momenten,
enthaltend ein Achsenkreuz mit sechs Armen, einen Außenrahmen,
welcher über Federn mit dem Achsenkreuz in Verbindung steht,
sowie mit Sensoren, um am Außenrahmen angreifende Kräfte und
Momente berührungslos zu erfassen, wobei die Komponenten der
Kräfte und Momente in Richtung der Achsen voneinander entkoppelt
sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (4 bis 9) starr ausgebildet
sind,
daß die Federn (30) als Druckfedern ausgebildet sind, deren jeweils inneren Enden auf einem der Arme (4 bis 9) abgestützt sind und deren äußeren Enden jeweils in einer Aussparung des Außenrahmens (20) angeordnet sind
und daß mit den Sensoren (14 bis 19; 24 bis 29) die Abstände jeweils zwischen dem Außenrahmen (20) und einem der starren Arme (4 bis 9) erfaßbar sind, wobei in der Nullstellung sämtliche Abstände im wesentlichen gleich groß sind.
daß die Federn (30) als Druckfedern ausgebildet sind, deren jeweils inneren Enden auf einem der Arme (4 bis 9) abgestützt sind und deren äußeren Enden jeweils in einer Aussparung des Außenrahmens (20) angeordnet sind
und daß mit den Sensoren (14 bis 19; 24 bis 29) die Abstände jeweils zwischen dem Außenrahmen (20) und einem der starren Arme (4 bis 9) erfaßbar sind, wobei in der Nullstellung sämtliche Abstände im wesentlichen gleich groß sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pro Arm
(4 bis 9) jeweils zwei Druckfedern (30) vorgesehen sind, welche
zu beiden Seiten des jeweiligen Armes (4 bis 9) diametral angeordnet
sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Federn (30) mit ihren äußeren Enden im Montagerahmen (34 bis
39) abgestützt sind, welche in den genannten Aussparungen, die
insbesondere als Paßflächen ausgebildet sind, des Außenrahmens
(20) angeordnet sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren (14 bis 19; 24 bis 29) als Reflexsensoren
ausgebildet sind, welche insbesondere auf dem Achsenkreuz
(2) angeordnet sind und welchen jeweils in einem Abstand
gegenüberliegend Oberflächen im Außenrahmen (20), bevorzugt in
den genannten Aussparungen, zugeordnet sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftkomponenten sowie die Momentkomponenten
durch Differenzsignale gebildet werden, welche den translatorischen
sowie den rotatorischen Bewegungen des Außenrahmens (20)
entsprechen.
6. Verfahren zur simultanen Messung von Kräften und Momenten mit
einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Kraftkomponente (F) in einer der
Raumachsen (Z) durch die Summe der Differenzsignale der Sensorpaare
(16, 26; 17, 27) bestimmt wird, die auf den Armen (6, 7)
der zur Kraftkomponente (F) senkrechten Raumachse (Y) liegen und
durch die Kraftkomponente (F) bewirkte Abstandsänderungen erfassen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die um
eine Raumachse (X) wirksame Momentkomponente (M) durch die Summe
der Beträge der Differenzsignale der Sensoren (16, 17 sowie 26,
27) oder durch die Summe der Differenzsignale der Sensoren (16,
17 sowie 27, 26) gebildet werden, welche die Drehung des Außenrahmens
(20) als Abstandsänderungen in der vorgenannten Raumachse
(X) geschnittenen Raumebene (Y-Z) erfassen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893937164 DE3937164C2 (de) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Anordnung zur simultanen Messung von Kräften und Momenten |
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DE19893937164 DE3937164C2 (de) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Anordnung zur simultanen Messung von Kräften und Momenten |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3937164A1 DE3937164A1 (de) | 1991-05-16 |
DE3937164C2 true DE3937164C2 (de) | 1993-12-02 |
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ID=6393102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893937164 Expired - Fee Related DE3937164C2 (de) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Anordnung zur simultanen Messung von Kräften und Momenten |
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- 1989-11-08 DE DE19893937164 patent/DE3937164C2/de not_active Expired - Fee Related
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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