JP2023505330A - 第1シャフトと第2シャフトとの間のトルクおよび/または回転角を判定する装置 - Google Patents
第1シャフトと第2シャフトとの間のトルクおよび/または回転角を判定する装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023505330A JP2023505330A JP2022534409A JP2022534409A JP2023505330A JP 2023505330 A JP2023505330 A JP 2023505330A JP 2022534409 A JP2022534409 A JP 2022534409A JP 2022534409 A JP2022534409 A JP 2022534409A JP 2023505330 A JP2023505330 A JP 2023505330A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- end region
- metric
- gear mechanism
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- VAOCPAMSLUNLGC-UHFFFAOYSA-N metronidazole Chemical compound CC1=NC=C([N+]([O-])=O)N1CCO VAOCPAMSLUNLGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/109—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving measuring phase difference of two signals or pulse trains
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/3473—Circular or rotary encoders
- G01D5/34738—Axles; Driving or coupling means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/12—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving photoelectric means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Retarders (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明の有利な実施形態および変形例は、従属請求項に記載される。
2つのセンサは、特に好ましくは、単一のプリント回路基板上に配置されることで、必要な構成要素の数を減らすことが可能である。
特に好ましくは、第1測定基準は、第1シャフトの第1端領域上に配置されたディスクリング形状の第1要素上に配置されるとともに、第2測定基準は、第2シャフトの第1端領域上に配置されたディスクリング形状の第2要素上に配置される。これにより、コンパクトな構造が可能になる。
本発明の特に好ましい実施形態によれば、2つの測定基準は、同一平面に配置されることで、検出された回転角の評価をさらに単純化することが可能である。
好ましくは、ギア機構はテンションシャフトギア機構であることで、小さいスペースで伝達比の大幅な増減が可能である。
シャフト10、20の角度位置、特にモータ50の角度位置および出力シャフト20の角度位置、したがってギア機構30の出力を、それぞれの場合にセンサ41、42を使用して独立して判定することができるので、装置1は、第1シャフト10および第2シャフト20の角度位置を簡単な方法で判定することが可能である。装置1は、例えば、2つのシャフト10、20の間に作用するトルクを、以下に説明する方法で、また特に追加の機械的構成要素なしで判定することが可能である。第1シャフト10の位置が固定され、判定されるトルクが第2シャフト20に作用する場合、ギア機構30は弾性を有するとともに、トルクが加えられたときのねじり棒のように作用するため、第2シャフト20と第1シャフト10との間に角度差が生じる。ギア機構の弾性が既知である場合、角度差の大きさからトルクを判定することが可能である。ギア機構の既知の弾性は、例えば、第1シャフト10、すなわちモータシャフトまたは駆動シャフトと第2シャフト20、すなわち出力シャフトとの間の角度差を、全移動範囲にわたって追加の作用トルクなしで判定することによって判定することができる。
10 第1シャフト
10a 第1端領域
10b 第2端領域
11 第1測定基準
12 ディスクリング形状の第1要素
12a 外側領域
12b 内側領域
20 第2シャフト
20a 第1端領域
20b 第2端領域
20c 径方向突起
20d 円周方向突起
20e 溝
21 第2測定基準
22 ディスクリング形状の第2要素
30 ギア機構
31 突起
32 ボールベアリング
33 スリーブ
33a カラー
34 外歯
35 内歯
40 プリント回路基板
41 センサ
42 センサ
50 ハウジング
52 カバー
55 モータ
55a ロータ
55b ステータ
A 回転軸
R1 第1方向ベクトル
R2 第2方向ベクトル
Claims (12)
- 第1シャフト(10)と第2シャフト(20)との間のトルクおよび/または回転角を判定する装置(1)であって、前記第1シャフト(10)および前記第2シャフト(20)は回転軸(A)を中心に互いに対して回転するようにギア機構(30)により結合されており、前記第1シャフト(10)は、第1端領域(10a)と、第2端領域(10b)と、前記回転軸(A)に対して平行に前記第1端領域(10a)から前記第2端領域(10b)に向かう第1方向ベクトル(R1)とを有し、前記第2シャフト(20)は、第1端領域(20a)と、第2端領域(20b)と、前記回転軸(A)に対して平行に前記第1端領域(20a)から前記第2端領域(20b)に向かう第2方向ベクトル(R2)とを有する装置において、
前記第1シャフト(10)は中空シャフトとして設計されており、前記第2シャフト(20)は前記第1方向ベクトル(R1)および前記第2方向ベクトル(R2)が同一の方向を有するように前記第1シャフト(10)内に同軸に配置されており、前記第1シャフト(10)の前記第1端領域(10a)は、第1測定基準(11)を有し、前記第2シャフト(20)の前記第1端領域(20a)は、第2測定基準(21)を有し、前記第1測定基準(11)は、第1センサ(41)によって走査され、前記第2測定基準(21)は、第2センサ(42)によって走査されることを特徴とする、装置。 - 2つの前記センサ(41、42)は、2つの前記シャフト(10、20)の前記第1端領域(10a、20a)の前方の正面側に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 2つの前記センサ(41、42)は、単一のプリント回路基板(40)上に配置されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
- 前記センサ(41、42)は、光学走査素子として設計されているとともに、前記測定基準(11、21)は反射測定基準(11、21)として設計されていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の装置。
- 2つの前記測定基準(11、21)は、円周方向に延在するよう設計されていることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1測定基準(11)は、前記第1シャフト(10)の前記第1端領域(10a)上に配置されたディスクリング形状の第1要素(12)上に配置されているとともに、前記第2測定基準(21)は、前記第2シャフト(20)の前記第1端領域(20a)上に配置されたディスクリング形状の第2要素(22)上に配置されていることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の装置。
- 2つの前記測定基準(11、21)は、互いに同心円状に配置されていることを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の装置。
- 2つの前記測定基準(11、21)は、同一平面に配置されていることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1シャフト(10)は、前記ギア機構(30)の駆動シャフトであるとともに、前記第2シャフト(20)は、前記ギア機構(30)の出力シャフトであることを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1シャフト(10)は、電動機(55)のロータ(55a)に回転不能に接続されていることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ギア機構(30)は、テンションシャフトギア機構であることを特徴とする、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の装置。
- 請求項1乃至11のいずれか一項に記載の装置(1)を備えるロボット。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019134392.5 | 2019-12-13 | ||
DE102019134392.5A DE102019134392B4 (de) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | Vorrichtung zur Bestimmung des Drehmoments und/oder des Drehwinkels zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle |
PCT/EP2020/083728 WO2021115805A1 (de) | 2019-12-13 | 2020-11-27 | Vorrichtung zur bestimmung des drehmoments und/oder des drehwinkels zwischen einer ersten welle und einer zweiten welle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023505330A true JP2023505330A (ja) | 2023-02-08 |
Family
ID=73646336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022534409A Pending JP2023505330A (ja) | 2019-12-13 | 2020-11-27 | 第1シャフトと第2シャフトとの間のトルクおよび/または回転角を判定する装置 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230003593A1 (ja) |
EP (1) | EP4073484A1 (ja) |
JP (1) | JP2023505330A (ja) |
KR (1) | KR20220115964A (ja) |
CN (1) | CN114787601B (ja) |
AU (1) | AU2020399929B2 (ja) |
BR (1) | BR112022011450A2 (ja) |
CA (1) | CA3163740A1 (ja) |
DE (1) | DE102019134392B4 (ja) |
TW (1) | TW202130981A (ja) |
WO (1) | WO2021115805A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116252326A (zh) * | 2021-12-10 | 2023-06-13 | 中光电智能感测股份有限公司 | 机器人的关节致动器 |
JP2023095023A (ja) | 2021-12-24 | 2023-07-06 | キヤノン株式会社 | ロボット、製造方法および分散型センサ |
DE102022202796A1 (de) | 2022-03-22 | 2023-09-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung zur Überwachung der Drehzahl eines Motors |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008136348A (ja) * | 2007-12-27 | 2008-06-12 | Light Engineering Inc | 電気モータ又は発電機 |
WO2009034817A1 (ja) * | 2007-09-11 | 2009-03-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 中空アクチュエータ |
US20120297894A1 (en) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Rolf Strothmann | Torque sensor |
JP2013154433A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Canon Inc | ロボット |
JP2019109139A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 株式会社ニコン | エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置 |
JP2019170038A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 株式会社デンソー | モータ |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19513692C1 (de) * | 1995-04-11 | 1996-07-18 | Stegmann Max Antriebstech | Drehwinkelmeßsystem |
DE59804413D1 (de) * | 1997-11-27 | 2002-07-18 | Siegfried Gerlitzki | Verfahren zur bestimmung des auf einen um eine drehachse drehbar antreibbaren rotationskörper ausgeübten drehmoments |
DE19823903A1 (de) * | 1998-05-28 | 1999-12-02 | Sensor Instr Gmbh | Vorrichtung zum gleichzeitigen Messen eines an einer Welle wirksamen Drehmoments sowie des Drehwinkels der Welle |
DE19958504A1 (de) | 1999-12-04 | 2001-06-07 | Bosch Gmbh Robert | Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehwinkels und/oder eines Drehmoments |
SK287763B6 (sk) * | 2007-11-08 | 2011-09-05 | Jozef Bajla | Spôsob optického merania krútiaceho momentu alebo uhla skrútenia otáčajúcich sa hriadeľov a zariadenie na tento spôsob merania |
EP2386844B1 (de) | 2010-05-12 | 2014-01-08 | Electragil GmbH | Drehmomentsensor |
DE102010037226B4 (de) | 2010-08-30 | 2015-08-13 | Ovalo Gmbh | Steuerungs- und Sensormodul für einen Aktuator |
CN104105950B (zh) * | 2012-01-31 | 2016-09-07 | 株式会社安川电机 | 编码器、编码器制造方法、驱动装置 |
CN103586638B (zh) * | 2013-11-12 | 2016-07-27 | 安徽华星消防设备(集团)有限公司 | 一种利用加工多边形的加工装置进行加工的方法 |
DE102016100236A1 (de) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Drehmomentsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, elektrisches Lenksystem sowie Kraftfahrzeug |
DE102016004810B3 (de) | 2016-04-20 | 2017-06-14 | Sami Haddadin | Antriebsvorrichtung für einen Manipulator |
US10557766B2 (en) * | 2016-07-20 | 2020-02-11 | Tri-Force Management Corporation | Torque sensor for detecting occurrence of metal fatigue in an elastic body |
-
2019
- 2019-12-13 DE DE102019134392.5A patent/DE102019134392B4/de active Active
-
2020
- 2020-11-27 BR BR112022011450A patent/BR112022011450A2/pt unknown
- 2020-11-27 KR KR1020227021337A patent/KR20220115964A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-11-27 EP EP20816461.6A patent/EP4073484A1/de active Pending
- 2020-11-27 CA CA3163740A patent/CA3163740A1/en active Pending
- 2020-11-27 JP JP2022534409A patent/JP2023505330A/ja active Pending
- 2020-11-27 US US17/784,443 patent/US20230003593A1/en active Pending
- 2020-11-27 CN CN202080086155.5A patent/CN114787601B/zh active Active
- 2020-11-27 WO PCT/EP2020/083728 patent/WO2021115805A1/de unknown
- 2020-11-27 AU AU2020399929A patent/AU2020399929B2/en active Active
- 2020-12-11 TW TW109143808A patent/TW202130981A/zh unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009034817A1 (ja) * | 2007-09-11 | 2009-03-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 中空アクチュエータ |
JP2008136348A (ja) * | 2007-12-27 | 2008-06-12 | Light Engineering Inc | 電気モータ又は発電機 |
US20120297894A1 (en) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Rolf Strothmann | Torque sensor |
JP2013154433A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Canon Inc | ロボット |
JP2019109139A (ja) * | 2017-12-19 | 2019-07-04 | 株式会社ニコン | エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置 |
JP2019170038A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 株式会社デンソー | モータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021115805A1 (de) | 2021-06-17 |
BR112022011450A2 (pt) | 2022-08-30 |
AU2020399929A1 (en) | 2022-06-23 |
DE102019134392B4 (de) | 2023-06-15 |
AU2020399929B2 (en) | 2024-03-07 |
CN114787601A (zh) | 2022-07-22 |
TW202130981A (zh) | 2021-08-16 |
KR20220115964A (ko) | 2022-08-19 |
EP4073484A1 (de) | 2022-10-19 |
DE102019134392A1 (de) | 2021-06-17 |
US20230003593A1 (en) | 2023-01-05 |
CA3163740A1 (en) | 2021-06-17 |
CN114787601B (zh) | 2024-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2023505330A (ja) | 第1シャフトと第2シャフトとの間のトルクおよび/または回転角を判定する装置 | |
US7276899B2 (en) | Positional transducer and motor driven gear changer for a bicycle | |
JP4875111B2 (ja) | 角度位置を検出する検出装置、電動機、ステアリングコラムおよび減速装置 | |
KR101725918B1 (ko) | 검출기구를 구비한 선회 액추에이터 및 관절 유닛 | |
JP6878401B2 (ja) | ロータリエンコーダ | |
US20110016960A1 (en) | Device For Detecting Angular Position, Electric Motor, Steering Column And Reduction Gear | |
JP7193635B2 (ja) | デュアルアブソリュートエンコーダ | |
US4660288A (en) | Coupling device | |
US11002355B2 (en) | Actuator with sensor on output flange | |
JP6808474B2 (ja) | ギヤ付きモータのアブソリュートエンコーダ | |
JP2005299828A (ja) | リンク作動装置 | |
JP7464446B2 (ja) | 角度測定機構および角度測定機構の動作方法 | |
JP2008241564A (ja) | 舵角検出装置及びステアリング装置 | |
JP5591180B2 (ja) | 駆動関節機構 | |
KR20200000044U (ko) | 자기센서를 이용한 일체형 액추에이터 | |
KR101769307B1 (ko) | 고성능 비접촉식 엔코더를 갖춘 중공형 액츄에이터 | |
JP2015127638A (ja) | ロボットハンド用エンコーダおよびロボットハンド | |
JP2014238117A (ja) | 減速機内蔵アクチュエータ及びこれを備える多関節ロボット | |
KR102018312B1 (ko) | 힘 측정이 가능한 구동 장치 | |
KR20220088226A (ko) | 액추에이터 장치 및 이를 구비하는 로봇 관절 | |
JP2007085890A (ja) | 事務機器のローラ回転検出装置付き軸受およびローラ駆動装置 | |
JP2000009192A (ja) | 原点位置検出機能付き駆動ユニット | |
JP3995692B2 (ja) | トルクと回転速度の一体型検出装置 | |
JP2007078402A (ja) | スロットルバルブの回転角度検出装置 | |
JPH1019694A (ja) | エンコーダ内蔵型光学式トルク検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230718 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231016 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240109 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240322 |