JP2001221698A - Detector of torque - Google Patents
Detector of torqueInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はトルクの検出装置に
関する。[0001] The present invention relates to a torque detecting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】トルクの作用している回転軸にストレン
ゲージを設けて、トルクを検出、測定し、その信号をス
リップリングと摺動子,コアとコイルによる誘導,無線
による電波で外部へ取り出している。2. Description of the Related Art A strain gauge is provided on a rotating shaft acting on a torque to detect and measure the torque, and a signal is extracted to the outside by a radio wave by induction by a slip ring and a slider, a core and a coil, and radio waves. ing.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】而して従来はこの外部
への取り出しにスリップリングと摺動子を用いるのが普
通であるが、かかる機械的なものは故障し易い。また電
波、光素子を用いるのはエネルギーが小さいので、電力
供給、安定性、混信等に困難がある。Conventionally, a slip ring and a slider are usually used for taking out to the outside, but such mechanical parts are liable to break down. Since the use of radio waves and optical elements has low energy, there are difficulties in power supply, stability, interference, and the like.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は固定
側1に固定したコイルA1内には回転軸側2に固定した
コイルB1を数mmの距離Lで電磁誘導すべく位置せし
め、これらコイルA1とコイルB1間の電磁誘導により
固定側1から回転軸側2への電力a2の供給と回転軸側
2から固定側1へのロードセルB6で検出したトルクの
測定信号b1の伝達を行うことを特徴とするトルクの検
出装置である。According to a first aspect of the present invention, a coil B1 fixed to the rotating shaft 2 is positioned in a coil A1 fixed to the fixed side 1 so as to be electromagnetically induced at a distance L of several mm. By the electromagnetic induction between the coil A1 and the coil B1, the power a2 is supplied from the fixed side 1 to the rotating shaft side 2 and the measurement signal b1 of the torque detected by the load cell B6 from the rotating shaft side 2 to the fixed side 1 is transmitted. It is a torque detecting device characterized by the above-mentioned.
【0005】本発明の請求項2は上記コイルA1とコイ
ルB1間の電磁誘導により固定側1から回転軸側2への
各種制御信号c2の伝達を行うことを特徴とする請求項
1記載のトルクの検出装置である。According to a second aspect of the present invention, the various control signals c2 are transmitted from the fixed side 1 to the rotary shaft side 2 by electromagnetic induction between the coil A1 and the coil B1. Is a detection device.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の概略
を示す回路図、図2はこのコイルA1、コイルB1の具
体的配置を示す断面図、図3はその各部の電圧のグラフ
である。図1において1は固定側、2はトルクの作用し
ている回転軸側である。固定側1に固定したコイルA1
内には回転軸側2に固定したコイルB1を数mmの距離
Lで電磁誘導すべく位置せしめる。図2はこのコイルA
1、コイルB1の具体的配置を示す断面図で、1aはそ
の固定側1に設けた円筒状のカバーである。FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a specific arrangement of the coils A1 and B1, and FIG. It is. In FIG. 1, 1 is a fixed side, and 2 is a rotating shaft side on which a torque is acting. Coil A1 fixed to fixed side 1
Inside, a coil B1 fixed to the rotating shaft side 2 is positioned for electromagnetic induction at a distance L of several mm. FIG. 2 shows this coil A
1, a cross-sectional view showing a specific arrangement of the coil B1, wherein 1a is a cylindrical cover provided on the fixed side 1 thereof.
【0007】コイルA1には電力用の発振器A2を接続
し、この発振器A2には電源スイッチ用トランジスタT
1を接続し、このトランジスタT1のベースにはマイク
ロコンピュータMC1の出力AA1をダイオードD1を
介して入力する。なお100Vの入力AC電源はDC電
圧電源部3で整流し、その出力電圧V1を前記トランジ
スタT1に接続し、5Vの出力電圧で前記マイクロコン
ピュータMC1を駆動する。A power oscillator A2 is connected to the coil A1, and a power switch transistor T is connected to the oscillator A2.
1 and the output AA1 of the microcomputer MC1 is input to the base of the transistor T1 via the diode D1. The input AC power supply of 100 V is rectified by the DC voltage power supply unit 3, the output voltage V1 is connected to the transistor T1, and the microcomputer MC1 is driven by the output voltage of 5V.
【0008】コイルA1に誘起された測定電圧はバンド
パスフィルターを兼ねる受信アンプA3を介してマイク
ロコンピュータMC1の入力AA3に接続する。このマ
イクロコンピュータMC1のデジタル測定出力AA4は
D/AコンバータA4,アンプA5を介してアナログの
測定用のDC出力部5に接続する。[0008] The measurement voltage induced in the coil A1 is connected to the input AA3 of the microcomputer MC1 via the reception amplifier A3 also serving as a band-pass filter. The digital measurement output AA4 of the microcomputer MC1 is connected to a DC output unit 5 for analog measurement via a D / A converter A4 and an amplifier A5.
【0009】コイルB1はダイオードD1と数千μFの
電解コンデンサB3よりなる平滑回路BVで定電圧回路
B5を構成し、この出力電源V2でマイクロコンピュー
タMC2とストレンゲージ4,4,4,4よりなるロー
ドセルB6を駆動する。このロードセルB6は4つのス
トレンゲージ4,4,4,4をトルクの作用している回
転軸2のやや細くした部分に貼り、ブリッジ回路に接続
したものである。このロードセルB6のトルクのアナロ
グの測定出力はアンプB7,A/DコンバータB8を介
してデジタルの信号となってマイクロコンピュータMC
2の入力BB4に接続する。このマイクロコンピュータ
MC2の測定出力BB3はコイルB1に接続する。The coil B1 constitutes a constant voltage circuit B5 with a smoothing circuit BV comprising a diode D1 and an electrolytic capacitor B3 of several thousand μF. The output power supply V2 comprises a microcomputer MC2 and strain gauges 4, 4, 4, 4. Drive the load cell B6. This load cell B6 has four strain gauges 4, 4, 4, and 4 attached to a slightly thinned portion of the rotating shaft 2 where a torque is acting, and connected to a bridge circuit. The analog measurement output of the torque of the load cell B6 is converted into a digital signal via an amplifier B7 and an A / D converter B8, and becomes a microcomputer MC.
2 BB4. The measurement output BB3 of the microcomputer MC2 is connected to the coil B1.
【0010】マイクロコンピュータMC1の発信周波数
切換用の出力AA2は前記発振器A2に入力する。一方
コイルB1に誘起された発信周波数切換信号は周波数検
出用アンプB2を介してマイクロコンピュータMC2の
入力BB1に接続する。The output AA2 for switching the oscillation frequency of the microcomputer MC1 is input to the oscillator A2. On the other hand, the transmission frequency switching signal induced in the coil B1 is connected to the input BB1 of the microcomputer MC2 via the frequency detection amplifier B2.
【0011】次にこの装置の動作を説明する。マイクロ
コンピュータMC1の出力AA1より供給される電力a
2は図3の信号a1のタイミングに示すように間欠的に
5─10mS例えば9mS動作し、1mS休止する。Next, the operation of this device will be described. Power a supplied from output AA1 of microcomputer MC1
2 intermittently operates at 5─10 ms, for example, 9 ms, and pauses for 1 ms as shown by the timing of the signal a1 in FIG.
【0012】この電力a2により発振器A2は80KC
f1或いは86KCf2の高周波電流を発振し、コイル
A1に図3のa3に示すように流れる。これによってコ
イルB1には図3に示すように高周波電流a4が誘起さ
れ、この高周波電流a4は平滑回路BVで図3のa5に
示すように整流され、直流電源V2となり、マイクロコ
ンピュータMC2とストレンゲージよりなるロードセル
B6を駆動する。Oscillator A2 is set to 80KC by this power a2.
A high frequency current of f1 or 86KCf2 is oscillated and flows through the coil A1 as shown by a3 in FIG. As a result, a high-frequency current a4 is induced in the coil B1 as shown in FIG. 3, and this high-frequency current a4 is rectified by the smoothing circuit BV as shown by a5 in FIG. Driving the load cell B6.
【0013】一方上記休止期間中にロードセルB6で検
出されたアナログのトルクの測定出力b1はアンプB
7,A/DコンバータB8、入力BB4を介してデジタ
ルの信号b2となり、マイクロコンピュータMC2に入
力処理されて送信データb3となり、この送信データb
3は測定出力BB3よりコイルB1に流れ、コイルA1
に微弱なデータ信号として誘起され、このデジタルの測
定電圧b4はアンプA3で増幅されて測定信号b5とな
り、マイクロコンピュータMC1の入力AA3に入力さ
れ、マイクロコンピュータMC1の測定出力AA4より
測定信号b6として出力し、D/AコンバータA4,ア
ンプA5を介してアナログの測定用のDC出力部5に測
定信号b7として出力し、測定に供される。On the other hand, the measured output b1 of the analog torque detected by the load cell B6 during the idle period is the amplifier B
7, a digital signal b2 via an A / D converter B8 and an input BB4, which is input to the microcomputer MC2 to be processed as transmission data b3, and this transmission data b
3 flows from the measurement output BB3 to the coil B1, and the coil A1
The digital measurement voltage b4 is amplified by the amplifier A3 to become a measurement signal b5, input to the input AA3 of the microcomputer MC1, and output as a measurement signal b6 from the measurement output AA4 of the microcomputer MC1. Then, the signal is output as a measurement signal b7 to the DC output unit 5 for analog measurement via the D / A converter A4 and the amplifier A5, and is used for measurement.
【0014】上記マイクロコンピュータMC1の発信周
波数切換用の出力AA2の信号c1は前記発振器A2に
入力され、発振器A2の発振する高周波電流を1─10
0KC、例えば80KC或いは86KCに切換へること
ができる。この高周波電流c1は例えば80KCのとき
は0信号、86KCのときは1信号として図3に示すよ
うなデジタル信号とする。このデジタル信号c1はコイ
ルA1、コイルB1、アンプB2を通してマイクロコン
ピュータMC2の発信周波数切換用の入力BB1に送ら
れ、デジタル制御信号c2とする。このデジタル制御信
号c2によって各アンプの増幅度の変更、制限トルク警
報、サーミスタなどによる温度検出、圧力検出等の各種
の制御を行うことが出来る。The signal c1 of the output AA2 for switching the oscillation frequency of the microcomputer MC1 is input to the oscillator A2, and the high frequency current oscillated by the oscillator A2 is reduced to 1/10.
It can be switched to 0KC, for example 80KC or 86KC. For example, the high-frequency current c1 is a digital signal as shown in FIG. 3 as a 0 signal at 80 KC and a 1 signal at 86 KC. The digital signal c1 is sent to the input BB1 for switching the oscillation frequency of the microcomputer MC2 through the coil A1, the coil B1, and the amplifier B2, and is set as a digital control signal c2. The digital control signal c2 enables various controls such as a change in the amplification of each amplifier, a limit torque alarm, temperature detection by a thermistor, and pressure detection.
【0015】図4はそのマイクロコンピュータMC1の
フロー図である。ステップP1で電源をONすると、ス
テップP2でコンピュータ内のワークラムI/Oポート
などを初期化し、ステップP3で出力AA1をONとし
てコイルA1に誘導起電力を発生させ、出力AA2より
誘導周波数f1,f2の発信周波数切換用の信号c1を
所定のタイミングで出力する。尚デジタル制御信号c2
を送る必要のないときは誘導周波数f1のみの信号c1
を出力する。この信号c1は休止期間は停止する。次に
ステップP4で入力AA3で測定信号b5を受信する。
次にステップP5で入力AA4で測定信号b6をD/A
コンバータA4に送り、ステップP3にもどる。FIG. 4 is a flowchart of the microcomputer MC1. When the power is turned on in step P1, the work RAM I / O port and the like in the computer are initialized in step P2, the output AA1 is turned on in step P3 to generate an induced electromotive force in the coil A1, and the output AA2 generates the induced frequencies f1 and f2. Is output at a predetermined timing. Note that the digital control signal c2
When there is no need to send the signal c1 having only the induction frequency f1
Is output. This signal c1 stops during the idle period. Next, in step P4, the measurement signal b5 is received by the input AA3.
Next, in step P5, the measurement signal b6 is converted to D / A by the input AA4.
The signal is sent to converter A4 and returns to step P3.
【0016】図5はそのマイクロコンピュータMC2の
フロー図である。ステップQ1で電源をONすると、ス
テップQ2でコンピュータ内のワークラムI/Oポート
などを初期化し、ステップQ3で入力BB4でデジタル
の測定電圧b2を取り込み、ステップQ4で休止期間か
否かを判断し、ノーならステップQ5で信号c1を取り
込み、ステップQ3に戻る。FIG. 5 is a flow chart of the microcomputer MC2. When the power is turned on in step Q1, a work RAM I / O port or the like in the computer is initialized in step Q2, a digital measurement voltage b2 is taken in by input BB4 in step Q3, and it is determined in step Q4 whether or not a pause period is present. If no, the signal c1 is captured in step Q5, and the process returns to step Q3.
【0017】ステップQ4でイエスならステップQ6で
測定電圧b2をデータ変換し、測定出力BB3より送信
データb3を送信し、ステップQ7で信号c1を受信出
来たか否かを判断し、ノーならステップQ7に戻る。ス
テップQ7でイエスならステップQ3に戻る。If yes in step Q4, the measured voltage b2 is converted into data in step Q6, the transmission data b3 is transmitted from the measurement output BB3, and it is determined in step Q7 whether or not the signal c1 has been received. Return. If yes in step Q7, the process returns to step Q3.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように本発明の請求項1では固定
側1に固定したコイルA1内には回転軸側2に固定した
コイルB1を数mmの距離Lで電磁誘導すべく位置せし
めているので、これらコイルA1とコイルB1間の電磁
誘導により固定側1から回転軸側2への電力供給と回転
軸側2から固定側1へのロードセルB6で検出したトル
クの測定出力の両方の伝達を行うことができ、構造簡単
にして安価であると共に動作は確実であるものである。As described above, according to the first aspect of the present invention, the coil B1 fixed to the rotating shaft side 2 is positioned in the coil A1 fixed to the fixed side 1 so as to be electromagnetically induced at a distance L of several mm. Because of the electromagnetic induction between the coil A1 and the coil B1, both the power supply from the fixed side 1 to the rotating shaft side 2 and the measurement output of the torque detected by the load cell B6 from the rotating shaft side 2 to the fixed side 1 are transmitted. Can be performed, the structure is simple, the cost is low, and the operation is reliable.
【0019】また本発明の請求項2では上記コイルA1
とコイルB1間の電磁誘導により固定側1から回転軸側
2への各種制御信号の伝達を行うことができ、便利であ
る。According to a second aspect of the present invention, the coil A1
Various control signals can be transmitted from the fixed side 1 to the rotating shaft side 2 by electromagnetic induction between the motor 1 and the coil B1, which is convenient.
【図1】本発明の実施の形態の概略を示す回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing an embodiment of the present invention.
【図2】このコイルA1、コイルB1の具体的配置を示
す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a specific arrangement of the coils A1 and B1.
【図3】その各部の電圧のグラフである。FIG. 3 is a graph of a voltage of each part.
【図4】そのマイクロコンピュータMC1のフロー図で
ある。FIG. 4 is a flowchart of the microcomputer MC1.
【図5】そのマイクロコンピュータMC2のフロー図で
ある。FIG. 5 is a flowchart of the microcomputer MC2.
1 固定側 A1 コイル 2 回転軸側 B1 コイル L 距離 1 Fixed side A1 Coil 2 Rotation axis side B1 Coil L Distance
Claims (2)
内には回転軸側(2)に固定したコイル(B1)を数m
mの距離Lで電磁誘導すべく位置せしめ、これらコイル
(A1)とコイル(B1)間の電磁誘導により固定側
(1)から回転軸側(2)への電力(a2)の供給と回
転軸側(2)から固定側(1)へのロードセル(B6)
で検出したトルクの測定信号(b1)の伝達を行うこと
を特徴とするトルクの検出装置。Coil (A1) fixed to fixed side (1)
Inside the coil (B1) fixed to the rotating shaft side (2) is several meters.
m, and the electromagnetic induction between the coil (A1) and the coil (B1) supplies electric power (a2) from the fixed side (1) to the rotating shaft side (2) and rotates the rotating shaft. Load cell (B6) from side (2) to fixed side (1)
Transmitting a torque measurement signal (b1) detected in step (a).
の電磁誘導により固定側(1)から回転軸側(2)への
各種制御信号(c2)の伝達を行うことを特徴とする請
求項1記載のトルクの検出装置。2. A control signal (c2) is transmitted from a fixed side (1) to a rotating shaft side (2) by electromagnetic induction between the coil (A1) and the coil (B1). Item 2. The torque detecting device according to Item 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000028271A JP2001221698A (en) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | Detector of torque |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000028271A JP2001221698A (en) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | Detector of torque |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001221698A true JP2001221698A (en) | 2001-08-17 |
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ID=18553702
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000028271A Pending JP2001221698A (en) | 2000-02-04 | 2000-02-04 | Detector of torque |
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JP (1) | JP2001221698A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150053008A1 (en) * | 2012-05-31 | 2015-02-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Torque detection device |
-
2000
- 2000-02-04 JP JP2000028271A patent/JP2001221698A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20150053008A1 (en) * | 2012-05-31 | 2015-02-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Torque detection device |
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