JP3026870B2 - 力センサ - Google Patents
力センサInfo
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- JP3026870B2 JP3026870B2 JP3294430A JP29443091A JP3026870B2 JP 3026870 B2 JP3026870 B2 JP 3026870B2 JP 3294430 A JP3294430 A JP 3294430A JP 29443091 A JP29443091 A JP 29443091A JP 3026870 B2 JP3026870 B2 JP 3026870B2
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- Japan
- Prior art keywords
- strap
- force sensor
- protrusion
- protrusions
- bolt
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- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/04—Measuring force or stress, in general by measuring elastic deformation of gauges, e.g. of springs
- G01L1/044—Measuring force or stress, in general by measuring elastic deformation of gauges, e.g. of springs of leaf springs
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/13—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the tractive or propulsive power of vehicles
- G01L5/136—Force sensors associated with a vehicle traction coupling
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は農業用のトラクタの器具
連結に加えられる牽引力のような力を検知する力センサ
に関する。
連結に加えられる牽引力のような力を検知する力センサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】農業用のトラクタの牽引制御を行うため
に牽引力を計測する装置が必要になる。製造において一
対のベルクランクを検知する液圧牽引を備えたトラクタ
牽引制御システムが牽引軸の両側に取り付けられてい
る。牽引リンクは各ベルクランクの一方のアームに連結
され、検知シリンダは、トラクタのフレームの一部及び
ベルクランクの第２のアームの間に連結されている。電
気的な制御システムの出現により検知シリンダは負荷ス
トラップに置き換えられた。この負荷ストラップは、ひ
ずみゲージ型のセンサが挿入される開口部を有する。し
かしながら、このようなひずみゲージ型のセンサは高価
であり、負荷ストラップの剛性により感度が制限され
る。したがって、比較的簡単で廉価で感度のよい牽引力
検知装置が必要になる。
に牽引力を計測する装置が必要になる。製造において一
対のベルクランクを検知する液圧牽引を備えたトラクタ
牽引制御システムが牽引軸の両側に取り付けられてい
る。牽引リンクは各ベルクランクの一方のアームに連結
され、検知シリンダは、トラクタのフレームの一部及び
ベルクランクの第２のアームの間に連結されている。電
気的な制御システムの出現により検知シリンダは負荷ス
トラップに置き換えられた。この負荷ストラップは、ひ
ずみゲージ型のセンサが挿入される開口部を有する。し
かしながら、このようなひずみゲージ型のセンサは高価
であり、負荷ストラップの剛性により感度が制限され
る。したがって、比較的簡単で廉価で感度のよい牽引力
検知装置が必要になる。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は電気的牽引制御システム
用の簡単で廉価で感度のよい牽引力センサを提供するこ
とにある。
用の簡単で廉価で感度のよい牽引力センサを提供するこ
とにある。
【０００４】本発明の他の目的は、商業的に入手できる
変位トランスジューサセンサを使用するセンサを提供す
ることである。
変位トランスジューサセンサを使用するセンサを提供す
ることである。
【０００５】さらに本発明の他の目的は、標準的な連結
装置に使用できるセンサを提供することである。
装置に使用できるセンサを提供することである。
【０００６】
【発明の構成】これらの目的は、ビームと、ビームの一
方の側に突出している一対の突出部とによって形成され
るほぼＣ形状の部材を有する牽引力センサを備えた本発
明によって達成される。結合穴が各突出部に配置され、
穴の中心はビームの中心線から離れている。１つの実施
例において、可撓性ストラップの両端が適当な支持体に
よって各突出部に連結されている。他の実施例におい
て、ストラップの一端が一方の突出部に固定され、スト
ラップの他端が他の突出部に調整可能に結合されてい
る。無負荷状態において、ストラップは湾曲し、ビーム
に面する方向にくぼんでいる。直線ポテンショメータの
ような変位トランスジューサ、変位を検知するリニア可
変変成器または他の電子装置がビームとストラップの中
央部の間に取り付けられている。調整可能な支持体は取
り付け中無負荷で前述した電気信号を達成するため
「弧」の高さの調整を可能にする。変位トランスジュー
サは、ビームからストラップの「弧」の間の距離の変化
を検知し、Ｃ形状の部材の端部の力を示す電気的な信号
を発生する。次にこの力センサは、好ましくは、公知の
方法で、トラクタのシャシまたはフレームの一部に固定
されたブラケット及びベルクランクのアームの間に連結
される。それによって牽引リンクからの負荷がＣ形状部
材の各端部の突出部の穴にピンによって伝達される。こ
れらの穴は、Ｃ形状部材の中心線から離れているので、
Ｃ形状部材はたわんで、所定のアーチを形成するように
取り付けられた可撓性ストラップはビームのたわみによ
って取り付けられた長さが変化するとき機械的な増幅器
として作用し、「弧」の高さは取り付けられた高さの変
化より大きな量で変化する。その結果、牽引力センサは
引っ張り力と圧縮力の両方を検知することができる。
方の側に突出している一対の突出部とによって形成され
るほぼＣ形状の部材を有する牽引力センサを備えた本発
明によって達成される。結合穴が各突出部に配置され、
穴の中心はビームの中心線から離れている。１つの実施
例において、可撓性ストラップの両端が適当な支持体に
よって各突出部に連結されている。他の実施例におい
て、ストラップの一端が一方の突出部に固定され、スト
ラップの他端が他の突出部に調整可能に結合されてい
る。無負荷状態において、ストラップは湾曲し、ビーム
に面する方向にくぼんでいる。直線ポテンショメータの
ような変位トランスジューサ、変位を検知するリニア可
変変成器または他の電子装置がビームとストラップの中
央部の間に取り付けられている。調整可能な支持体は取
り付け中無負荷で前述した電気信号を達成するため
「弧」の高さの調整を可能にする。変位トランスジュー
サは、ビームからストラップの「弧」の間の距離の変化
を検知し、Ｃ形状の部材の端部の力を示す電気的な信号
を発生する。次にこの力センサは、好ましくは、公知の
方法で、トラクタのシャシまたはフレームの一部に固定
されたブラケット及びベルクランクのアームの間に連結
される。それによって牽引リンクからの負荷がＣ形状部
材の各端部の突出部の穴にピンによって伝達される。こ
れらの穴は、Ｃ形状部材の中心線から離れているので、
Ｃ形状部材はたわんで、所定のアーチを形成するように
取り付けられた可撓性ストラップはビームのたわみによ
って取り付けられた長さが変化するとき機械的な増幅器
として作用し、「弧」の高さは取り付けられた高さの変
化より大きな量で変化する。その結果、牽引力センサは
引っ張り力と圧縮力の両方を検知することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を添付図面に示した実施例に基
づき詳細に説明する。
づき詳細に説明する。
【０００８】センサ１０は、ほぼＣ形状の部材１２を有
し、その部材１２は、ビーム１４及び一対の突出部１
６、１８によって形成されている。一対の突出部１６、
１８は、ビーム１４の一方の側へ向けてビーム１４の両
側から突出している。各突出部は連結開口部すなわち穴
２０を有する。穴２０の軸線は図面に示すようにビーム
１４及び突出部１６、１８の面に垂直である。
し、その部材１２は、ビーム１４及び一対の突出部１
６、１８によって形成されている。一対の突出部１６、
１８は、ビーム１４の一方の側へ向けてビーム１４の両
側から突出している。各突出部は連結開口部すなわち穴
２０を有する。穴２０の軸線は図面に示すようにビーム
１４及び突出部１６、１８の面に垂直である。
【０００９】図１を参照すると、一対のストラップ支持
体２２がビーム１４の両端の近傍に取り付けられてい
る。各ストラップ支持体２２は、突出部１６、１８の一
方の表面の近くに配置された箱形の本体２４を有する。
一対の脚部２６が各本体２４に対して（溶接によって）
固定されており、ピン２８によってビーム１４に枢動可
能に取り付けられている端部まで延びている。調整ボル
ト３０が、各本体２４のねじ穴を通って伸び、突出部１
６，１８の一方の表面に係合している。各本体２４はス
トラップ３４の各端部を受け入れるスロット３２を有し
ている。
体２２がビーム１４の両端の近傍に取り付けられてい
る。各ストラップ支持体２２は、突出部１６、１８の一
方の表面の近くに配置された箱形の本体２４を有する。
一対の脚部２６が各本体２４に対して（溶接によって）
固定されており、ピン２８によってビーム１４に枢動可
能に取り付けられている端部まで延びている。調整ボル
ト３０が、各本体２４のねじ穴を通って伸び、突出部１
６，１８の一方の表面に係合している。各本体２４はス
トラップ３４の各端部を受け入れるスロット３２を有し
ている。
【００１０】穴２０の中心を結ぶ線はビーム１４から離
れており、ビーム１４にほぼ平行であり、ストラップ３
４とビーム１４との間に配置されている。ストラップ３
４はビーム１４よりも実質的に薄く且つより大きな可撓
性を有する。ストラップは湾曲した形状を有し、ビーム
１４に面してくぼんでいる。ストラップが支持体２２の
間に取り付けられたときストラップ３４は、支持体２２
を互いに離れさせるように付勢される。
れており、ビーム１４にほぼ平行であり、ストラップ３
４とビーム１４との間に配置されている。ストラップ３
４はビーム１４よりも実質的に薄く且つより大きな可撓
性を有する。ストラップは湾曲した形状を有し、ビーム
１４に面してくぼんでいる。ストラップが支持体２２の
間に取り付けられたときストラップ３４は、支持体２２
を互いに離れさせるように付勢される。
【００１１】商業的に低価格で入手可能な変位トランス
ジューサ４０がビーム１４とストラップ３４の中央との
間に配置され、ビーム１４とストラップ３４との間にお
けるセンサ１０に伝達される力の変化によって生じる分
離力の変化を検知する。トランスジューサ４０は直線ポ
テンショメータ、変位を検知するリニア可変変成器また
は他の電子装置であってもよい。好ましくは、トランス
ジューサ４０はピン３９によってビーム１４の中央部に
枢動可能に取り付けられ、ピン３９はビーム１４内の穴
４１に受け入れられている。
ジューサ４０がビーム１４とストラップ３４の中央との
間に配置され、ビーム１４とストラップ３４との間にお
けるセンサ１０に伝達される力の変化によって生じる分
離力の変化を検知する。トランスジューサ４０は直線ポ
テンショメータ、変位を検知するリニア可変変成器また
は他の電子装置であってもよい。好ましくは、トランス
ジューサ４０はピン３９によってビーム１４の中央部に
枢動可能に取り付けられ、ピン３９はビーム１４内の穴
４１に受け入れられている。
【００１２】牽引力は好ましくは穴２０によって受けら
れているピン（図示せず）によって牽引力センサ１０に
伝えられる。穴２０はビーム１４の中心線から離れてい
るのでビーム１４はたわみ、同時に可撓性ストラップ３
４の中央部は、ストラップ取り付け点の間の距離が増加
するかまたは減少するのに応じてビームに近付くかまた
は離れる。ストラップ３４の長手方向の長さがその弧の
高さより長いので弧の高さの変化量は、ストラップ３４
の両端の間の距離の変化より大きく、ストラップは機械
的な増幅器として作用する。ボルト３０はストラップ３
４の「弧」の量を調整するように回転され、それによっ
て例えばトランスジューサの出力を調整し、力がＣ形部
材１２に加えられないときトランスジューサ４０からの
零ボルト出力を得る。
れているピン（図示せず）によって牽引力センサ１０に
伝えられる。穴２０はビーム１４の中心線から離れてい
るのでビーム１４はたわみ、同時に可撓性ストラップ３
４の中央部は、ストラップ取り付け点の間の距離が増加
するかまたは減少するのに応じてビームに近付くかまた
は離れる。ストラップ３４の長手方向の長さがその弧の
高さより長いので弧の高さの変化量は、ストラップ３４
の両端の間の距離の変化より大きく、ストラップは機械
的な増幅器として作用する。ボルト３０はストラップ３
４の「弧」の量を調整するように回転され、それによっ
て例えばトランスジューサの出力を調整し、力がＣ形部
材１２に加えられないときトランスジューサ４０からの
零ボルト出力を得る。
【００１３】図２を参照すると、他の実施例において
は、ストラップ３４は一端に隙間ボルト穴４２と他端に
長いスロット４４とを有する。ストラップ３４は、ボル
ト４６によって部材１２に取り付けられ、ボルト４６は
ボルト穴４２とスロット４４を貫通して延び、部材１２
のねじ穴に受け入れられている。スロット４４はストラ
ップ３４の弧の高さの調整を可能とする。
は、ストラップ３４は一端に隙間ボルト穴４２と他端に
長いスロット４４とを有する。ストラップ３４は、ボル
ト４６によって部材１２に取り付けられ、ボルト４６は
ボルト穴４２とスロット４４を貫通して延び、部材１２
のねじ穴に受け入れられている。スロット４４はストラ
ップ３４の弧の高さの調整を可能とする。
【００１４】本発明を特別の実施例に関連して説明した
が先に説明した内容によって当業者が多くの改造、変更
及び変形をなしうることは明らかである。従って、本発
明は、つぎの特許請求の範囲の精神及び範囲にこのよう
な変更、変形及び改造を含むものである。
が先に説明した内容によって当業者が多くの改造、変更
及び変形をなしうることは明らかである。従って、本発
明は、つぎの特許請求の範囲の精神及び範囲にこのよう
な変更、変形及び改造を含むものである。
【図１】本発明によって作られた牽引力センサの等角図
である。
である。
【図２】本発明によって作られた牽引力センサの等角図
である。
である。
１０…牽引力センサ １４…ビーム １６、１８…突出部 ２０…穴 ２４…箱形本体 ２６…足 ３４…ストラップ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−54428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−246527（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−36911（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−109213（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−180643（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭30−11296（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/13 G01L 1/00 G01G 19/14
Claims (9)
- 【請求項１】第１の部分を第２の部分へ向けて及びそれ
から離れるように移動する力を検出する力センサであっ
て、ビームと、ビームの対応する端部から各々延びてい
る一対の突出部であって、同突出部の各々を前記第１及
び第２の部分の一方に結合する結合手段を有する一対の
突出部と、湾曲した可撓性のストラップと、ストラップ
の第１の端部を一方の突出部に取り付ける第１の取り付
け手段及びストラップの第２の端部を他方の突出部に取
り付ける第２の取り付け手段と、ビーム及びストラップ
の中央部分の間の距離の変化を検知する変位トランスジ
ューサとからなり、前記結合手段は、ビームの一方の側
から離隔されかつビームの一方の側に位置決めされてお
り、ビーム及び突出部はほぼＣ形状の部材を形成し、ス
トラップは、前記Ｃ形状の部材よりさらに大きな可撓性
を有しており、Ｃ形状部材がたわむときにビームから離
れ及びそれに向かうように移動する中央部分を有する力
センサ。 - 【請求項２】突出部の結合手段を結ぶ線は、ストラップ
及びビームの間に配置されている請求項１に記載の力セ
ンサ。 - 【請求項３】ストラップはビームに向かってくぼんでい
る請求項１に記載の力センサ。 - 【請求項４】取り付け手段の少なくとも１つは、ストラ
ップの一端の同ストラップが結合される突出部に対する
位置を調整する手段からなる請求項１に記載の力セン
サ。 - 【請求項５】前記調整手段は支持体内のねじ穴を通るボ
ルトからなり、ボルトの一端は突出部の表面に係合して
いる請求項１に記載の力センサ。 - 【請求項６】ストラップは、支持体と突出部とを互いに
離れさせる前負荷で付勢されている請求項１に記載の力
センサ。 - 【請求項７】各取り付け手段は、ストラップの一端を受
け入れるスロットを有する 本体と、本体に固定され、
かつそこから突出している一対の脚部と、脚部をビーム
に枢動可能に接続する手段とからなる請求項１に記載の
力センサ。 - 【請求項８】湾曲した可撓性ストラップは同湾曲した可
撓性ストラップの長手方向の長さより短い弧の高さを有
する請求項１に記載の力センサ。 - 【請求項９】第１の取り付け手段は、ストラップの一端
の穴を通って伸び、かつ前 記ストラップの端部を突出
部の一方に固定するボルトからなり、第２の取り付け手
段はストラップの他端の長いスロットを介して伸び、そ
れによって突出部の他端に他のストラップの端部を調整
可能に固定するボルトからなる請求項１に記載の力セン
サ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US611629 | 1990-11-13 | ||
| US07/611,629 US5109707A (en) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | C-beam force sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04274722A JPH04274722A (ja) | 1992-09-30 |
| JP3026870B2 true JP3026870B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=24449794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3294430A Expired - Lifetime JP3026870B2 (ja) | 1990-11-13 | 1991-11-11 | 力センサ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5109707A (ja) |
| EP (1) | EP0485869B1 (ja) |
| JP (1) | JP3026870B2 (ja) |
| CA (1) | CA2052121C (ja) |
| DE (1) | DE59104688D1 (ja) |
| ES (1) | ES2068466T3 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5321209A (en) * | 1992-12-17 | 1994-06-14 | Tif Instruments, Inc. | Electronic weighing device |
| DE19526653A1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-01-23 | Carmen Diessner | Kraftmeßeinrichtung |
| DE19623398A1 (de) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Happich Fahrzeug Dachsysteme | Dachlastenträger für Fahrzeuge |
| US5682954A (en) * | 1996-09-10 | 1997-11-04 | Case Corporation | Upper hitch link electronic draft sensing |
| US6216072B1 (en) | 1999-11-23 | 2001-04-10 | Deere & Company | Hitch control system with adjustable slip response |
| US6810753B2 (en) | 2000-08-29 | 2004-11-02 | The Cleveland Clinic Foundation | Displacement transducer |
| US7104340B1 (en) * | 2005-03-22 | 2006-09-12 | Deere & Company | Towed implement draft force sensor |
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| US9709969B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-07-18 | Deere & Company | Methods and apparatus to control machine configurations |
| US9576475B2 (en) | 2013-09-10 | 2017-02-21 | Southwire Company, Llc | Wireless-enabled tension meter |
| US9347844B2 (en) * | 2013-12-19 | 2016-05-24 | Deere & Company | Three point hitch draft sensing system |
| CA3098709A1 (en) * | 2020-11-10 | 2022-05-10 | Intelligent Secure Strap Inc. | Strap tension detector |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2332136A (en) * | 1941-09-13 | 1943-10-19 | W C Dillon & Company Inc | Dynamometer |
| US2520923A (en) * | 1945-06-30 | 1950-09-05 | Robert T Franzel | Force measuring device |
| GB838539A (en) * | 1955-12-06 | 1960-06-22 | Vyzfumny Ustav Tvarecich Stroj | A force measuring apparatus |
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| US3033032A (en) * | 1958-10-06 | 1962-05-08 | W C Dillon & Company Inc | Dynamometer |
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| GB2151361B (en) * | 1983-12-15 | 1987-12-02 | Marconi Electronic Devices | Load indicator |
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-
1990
- 1990-11-13 US US07/611,629 patent/US5109707A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-09-24 CA CA002052121A patent/CA2052121C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-06 DE DE59104688T patent/DE59104688D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-06 ES ES91118863T patent/ES2068466T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-06 EP EP91118863A patent/EP0485869B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-11 JP JP3294430A patent/JP3026870B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0485869B1 (de) | 1995-02-22 |
| CA2052121C (en) | 1996-07-30 |
| ES2068466T3 (es) | 1995-04-16 |
| EP0485869A2 (de) | 1992-05-20 |
| CA2052121A1 (en) | 1992-05-14 |
| JPH04274722A (ja) | 1992-09-30 |
| DE59104688D1 (de) | 1995-03-30 |
| EP0485869A3 (en) | 1993-02-10 |
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