KR20180099767A

KR20180099767A - 기어박스 토크 측정 시스템

Info

Publication number: KR20180099767A
Application number: KR1020187021438A
Authority: KR
Inventors: 로웰 반 룬드 라르손; 제레미 제이슨 데크
Original assignee: 무그 인코포레이티드
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2018-09-05
Also published as: JP2019503481A; ES2907965T3; EP3411683A1; US10473554B2; US20170219445A1; KR102065572B1; EP3411683A4; WO2017136140A1; EP3411683B1; JP6629977B2

Abstract

토크 전달 장치는 차동 기어 시스템 및 출력 토크를 측정하기 위해 차동 기어 시스템에 연결된 고정식 센서를 포함한다. 고정식 센서는 비틀림 순응성 측정 부재에 의해 차동 기어 시스템의 측정 출력 요소에 연결될 수 있으며, 여기서 고정식 센서는 측정 부재의 비틀림 변형을 측정한다. 비틀림 변형은 직접적으로 측정될 수 있거나, 기어 트레인에 의한 증폭 후에 측정될 수 있다. 회전식 위치 센서가 고정식 센서로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 고정식 센서는 강성 측정 부재를 통해 차동 기어 시스템의 측정 출력 요소에 연결될 수 있으며, 여기서 고정식 센서는 측정 부재에 의해 인가되는 힘을 측정한다. 이러한 대안예에서는, 힘 센서가 고정식 센서로서 사용될 수 있다.

Description

기어박스 토크 측정 시스템

본 발명은 대체적으로 기어박스의 출력 토크를 측정하기 위한 시스템에 관한 것이다.

토크 전달 시스템에서, 토크 과부하와 연관된 손상을 방지하고/하거나 제어 시스템을 위한 피드백을 제공하기 위해, 기어박스와 같은 시스템에 의해 전달되는 출력 토크를 모니터링하는 것이 바람직하다. 출력 토크의 지속적인 토크 모니터링은 항공기 비행 제어 시스템 및 다른 응용들에 사용되는 액추에이터를 포함한 다양한 유형의 액추에이터에서 유용하다.

출력 토크를 모니터링하기 위한 하나의 공지된 접근법은 샤프트와 함께 회전하는 토크 센서를 사용하여 회전하는 샤프트 상의 스트레인을 측정하는 것이다. 회전하는 토크 센서에 의해 생성된 측정 정보는 슬립 링 또는 전자기장을 통해 고정식 수신기로 전송되어야 한다. 따라서, 이러한 접근법은 복잡하고, 비용이 많이 들며, 신뢰할 수 없다.

다른 공지된 접근법은 유압 구동 모터의 압력 차 또는 전기 구동 모터의 통전 전류(energizing current)를 분석하고, 이어서 시스템의 기어 효율 및 항력을 고려하여 실제 출력 토크를 계산함으로써 출력 토크를 결정하는 것이다. 시스템의 기어 효율 및 항력이 정확하게 알려지지 않거나, 또는 작동 조건의 변화로 인해 그들이 변경되는 경우, 계산된 출력 토크의 정확도는 떨어질 것이다.

제3의 공지된 접근법은 스트레인 게이지를 사용하여 구성요소의 장착 지점에서 힘을 측정하는 것이다. 이러한 방법은 일반적으로 구현하기가 어렵다. 다른 단점은, 전통적인 스트레인 게이지 부하 감지 디바이스에 의해 생성된 측정 신호가 따듯한 온도 극치 및 차가운 온도 극치에서 다량의 온도 오차를 갖는다는 것이다. 그러한 온도 극치는, 예를 들어, 항공기 응용에서 보편적이다.

구현하기에 간단하고 경제적이며, 따듯한 온도 극치 및 차가운 온도 극치를 겪는 경우에도 매우 정확한 기어박스용 토크 측정 시스템이 필요하다.

본 발명은 고정식(즉, 비-회전식) 센서가 시스템의 출력 토크를 측정하도록 기어박스 시스템을 구성함으로써 언급된 필요성을 충족시킨다. 본 발명의 토크 전달 장치는 입력 요소, 전달 출력 요소, 및 측정 출력 요소를 포함하는 차동 기어 시스템을 포함하며, 여기서 전달 출력 요소는 입력 요소의 회전에 응답하여 회전하는 한편, 측정 출력 요소는 토크에 정적으로 반응한다. 입력 요소의 회전을 구동하기 위해 모터 구동식 입력 샤프트가 배열되고, 전달 출력 요소의 회전에 의해 회전하기 위해 출력 샤프트가 구동되어 출력 토크를 전달하게 된다. 측정 부재는 차동 기어 시스템의 측정 출력 요소에 연결되고, 고정식 센서는 측정 출력 요소의 회전으로 인한 측정 부재의 변형 또는 측정 부재에 의해 인가되는 힘을 검출하도록 배열되는데, 여기서 변형 또는 힘은 출력 토크에 비례한다. 고정식 센서는 출력 토크를 표현하는 신호를 생성한다.

본 발명의 제1 실시예에서, 측정 부재는 일 단부가 차동 기어 시스템의 측정 출력 요소에 고정되고 다른 단부가 구조적 지면에 고정되는 비틀림 순응성(compliant) 부재이다. 순응성 측정 부재는 측정 출력 요소의 회전에 의해 야기되는 비틀림 변형을 겪고, 고정식 센서는 측정 부재의 비틀림 편향(즉, 트위스팅(twisting) 변형)을 직접적으로 검출하도록 배열된다.

제1 실시예와 유사한 본 발명의 제2 실시예에서, 측정 부재에 의해 경험된 비틀림 편향은 비틀림 편향이 기어 트레인에 의해 증폭된 후에 고정식 센서에 의해 간접적으로 측정된다. 회전식 위치 센서가, 증폭된 비틀림 편향을 측정하기 위해 고정식 센서로서 사용될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예는 제2 실시예와 유사하지만, 기어 트레인으로부터의 백래시(backlash)를 제거하기 위해, 기어 트레인은 평형 스프링 배열 내에 프리로딩(preload)된다.

모든 실시예들에 적용가능한 변형예들에는 유성 차동 기어 트레인의 사용; 여전히 단일 출력 토크를 측정하면서 2개 이상의 개별 입력 드라이브들의 사용; 및 고정식 센서로서의 힘 센서의 사용이 포함되며, 여기서 힘 센서는, 예를 들어 측정 부재를 벨 크랭크로서 구성함으로써 측정 출력 기어에 링크된다.

본 발명의 작동 모드 및 특성이 이제, 첨부 도면과 함께 취해진 본 발명의 하기의 상세한 설명에서 더 완전하게 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 토크 측정 시스템을 포함하는 토크 전달 장치의 개략도이다.
도 1a는 도 1에 도시된 토크 전달 장치의 비틀림 순응성 측정 부재의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 토크 측정 시스템을 포함하는 토크 전달 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 토크 측정 시스템을 포함하는 토크 전달 장치의 개략도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예들 중 임의의 것에 적용가능한 변형예를 예시하는 개략도이다.
도 5는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예들 중 임의의 것에 적용가능한 다른 변형예를 예시하는 개략도이다.
도 6은 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예들 중 임의의 것에 적용가능한 추가의 변형예를 예시하는 개략도이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 토크 측정 시스템을 포함하는 토크 전달 장치(10)의 개략도이다. 토크 전달 장치(10)는 입력 요소(14), 전달 출력 요소(16), 및 측정 출력 요소(18)를 포함하는 차동 기어 시스템(12)을 포함하며, 전달 출력 요소(16)는 입력 요소(14)의 회전에 응답하여 회전하고, 측정 출력 요소(18)는 토크에 반응하도록 배열된다. 장치(10)는 또한, 입력 요소(14)의 회전을 구동하도록 배열된 회전가능 입력 샤프트(20), 및 전달 출력 요소(16)의 회전에 의해 회전하도록 구동되는 회전가능 출력 샤프트(22)를 포함한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 입력 샤프트(20)는, 예를 들어 전기 또는 유압 모터와 같은 입력 모터(24)에 의해 구동될 수 있고, 출력 샤프트(22)는, 예를 들어 출력 샤프트(22)와 함께 회전하도록 배열된 출력 기어(28)를 통해 출력 토크를 하류측 구성요소(도시되지 않음)에 전달한다. 도면 부호 13은 회전 베어링을 나타낸다.

본 발명에 따르면, 토크 전달 장치(10)는 출력 토크를 측정하기 위한 토크 측정 시스템을 포함한다. 보다 구체적으로, 장치(10)는 차동 기어 시스템(12)의 측정 출력 요소(18)에 연결된 측정 부재(26), 및 출력 토크를 측정하기 위한 적어도 하나의 고정식 센서(30, 30')를 포함한다. 도 1의 고정식 센서(30)는 측정 출력 요소(18)의 토크 반응으로 인한 측정 부재(26)의 변형 또는 측정 부재(26)에 의해 인가되는 힘을 검출한다. 이해되는 바와 같이, 그러한 변형 또는 인가되는 힘은 출력 토크에 비례한다. 도 1의 고정식 센서(30')는 토크 반응으로 인한 측정 출력 요소(18)의 각변위 또는 측정 출력 요소(18)에 의해 인가되는 힘을 검출할 수 있으며, 이는 또한 출력 토크에 비례하는데; 이러한 옵션은 위치(31A)에 개략적으로 나타나 있다. 대안적으로, 도 1의 고정식 센서(30')는 측정 부재(26)의 변형 또는 측정 부재(26)에 의해 인가되는 힘을 검출할 수 있으며; 이러한 옵션은 위치(31B)에 개략적으로 나타나 있다. 각각의 고정식 센서(30, 30')는 출력 토크를 표현하는 신호를 생성한다. 생성된 신호는 입력 모터(24)를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 입력 모터(24)는, 센서(30 및/또는 30')에 의해 생성된 신호가, 출력 토크가 안전하지 않거나 예기치 않은 수준에 도달하고 있음을 나타내는 경우 정지될 수 있다. 하나의 고정식 센서(30 또는 30')만이 제공될 수도 있거나, 고정식 센서(30, 30') 둘 모두가 제공될 수도 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 측정 부재(26)는 일 단부(26A)가 측정 출력 요소(18)에 고정되고 다른 단부(26B)가 구조적 지면(G)에 고정된 샤프트 형태의 비틀림 순응성 부재이다. 따라서, 측정 부재(26)는 측정 출력 요소(18)의 토크 반응에 의해 야기된 비틀림 변형을 받도록 배열된다. 본 출원의 맥락에서, "비틀림 순응성"은 측정 부재가 비-강성 재료, 예를 들어 비틀림 하중 하에서 쉽게 변형될 탄성중합체 재료 또는 연질 재료로 구성되는 것을 의미하도록 의도된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 반경방향으로 돌출되는 단부 정지부(end stop)들(29)은 측정 부재(26)의 비틀림 변형의 이용가능한 범위를 제한하도록 장치(10)의 하우징 또는 다른 구조적으로 접지된 부재 내의 대향하는 제한 표면들(11)과 결합하기 위해 비틀림 순응성 측정 부재(26) 상에 제공되어, 과부하 상태로 인한 손상으로부터 고정식 센서(30) 및 측정 부재(26)를 보호하게 할 수 있다. 대안적으로, 손상 방지의 동일한 목적을 위해 측정 출력 요소(18)의 각변위의 범위를 제한하도록 측정 출력 요소(18) 상에 단부 정지부가 제공될 수 있다.

도 1의 고정식 센서(30)는 접지된 단부(26B)에 대해 단부들(26A, 26B) 사이의 위치에서 측정 부재의 각편향(즉, 트위스트 각)을 직접 관찰함으로써 측정 부재(26)의 비틀림 편향을 측정하도록 배열된다. 도 1의 고정식 센서(30')는 위치(31A)에 배열되어 구조적 지면에 대한 그 회전축을 중심으로 한 측정 출력 요소(18)의 각변위를 측정할 수 있거나, 또는 고정식 센서(30')는 구조적 지면에 대해 위치(31B)에서 측정 부재(26)의 각편향을 측정하도록 배열될 수 있다. 고정식 센서(30, 30')에 의한 각변위 또는 편향 측정은 광학 인코더, 기계 인코더, 자기 인코더, 용량성 인코더, 스트레인 게이지, 압전 소자, 회전 가변 차동 변압기(rotary variable differential transformer, RVDT), 또는 고정식 센서(30, 30')와 유사한 센서를 사용하여 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따라 형성된 토크 전달 장치(110)를 도시한다. 토크 전달 장치(110)는, 측정 부재(26)에 의해 경험된 비틀림 편향이 고정식 토크 센서(30)에 의해 간접적으로 측정된다는 것을 제외하고는, 제1 실시예의 장치(10)와 유사하다. 보다 구체적으로, 측정 부재(26)에 의해 경험된 비틀림 편향은 회전가능 샤프트(32)에 의해 고정식 토크 센서(30)에 의해 관찰되는 측정 기어 트레인(34)으로 전달된다. 회전가능 샤프트(32) 및 측정 기어 트레인(34)은, 측정 부재(26)처럼, 샤프트(32)가 일 단부에서 차동 기어 시스템(12)의 측정 출력 요소(18)에 커플링되고, 기어 트레인(34)의 입력 기어(34A)가 샤프트(32)와 함께 회전하도록 배열된다는 점에서, 측정 부재(26)와 연관된다. 결과적으로, 입력 기어(34A)는 측정 부재 단부(26A)가 접지된 단부(26B)에 대해 하는 것과 동일한 각변위를 경험한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 측정 기어 트레인(34)은 제1 기어(34A)에 의해 구동되는 출력 기어(34B)를 포함한다. 이해되는 바와 같이, 기어 트레인(34)은 입력 기어(34A)와 출력 기어(34B) 사이에 추가의 기어들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.

입력 기어(34A)에 의해 경험되는 각변위는 출력 기어(34B)가 입력 기어(34A)의 주어진 각변위에 응답하여 더 큰 각변위를 겪도록 기어 트레인(34)을 구성함으로써 증폭될 수 있다. 예를 들어, 출력 기어(34B)가 입력 기어(34A)에 의해 직접적으로 구동되는 도시된 기어 트레인(34)에서, 출력 기어(34B)는 입력 기어(34A)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.

고정식 토크 센서(30)는 회전식 위치 인코더, 예를 들어 기계 인코더, 광학 인코더, 자기 인코더, 또는 용량성 인코더일 수 있다. 고정식 토크 센서(30)는 출력 기어(34B) 자체 상의 또는 함께 회전하기 위해 출력 기어(34B)에 커플링된 샤프트(도시되지 않음) 상의 인덱스 마킹 또는 폴(pole)을 검출할 수 있다. 대안적으로, 고정식 토크 센서(30)는 리졸버(resolver) 또는 RVDT일 수 있으며, 출력 기어(34B)와 함께 회전하기 위해 커플링된 샤프트가 리졸버 또는 RVDT의 회전자 요소로서 작용한다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따라 형성된 토크 전달 장치(210)를 도시한다. 토크 전달 장치(210)는 제2 실시예의 장치(110)와 유사하지만, 장치(210)의 측정 기어 트레인(34)은 입력 기어(34A)와 맞물리는 한 쌍의 직경방향으로 대향하는 출력 기어(34B), 대응하는 한 쌍의 고정식 토크 센서(30), 및 측정 기어 트레인(34)에서의 백래시를 제거하기 위해 출력 기어(34B)를 프리로딩하도록 배열된 한 쌍의 스프링(36)을 포함한다. 백래시를 제거함으로써, 스프링(36)은 토크 측정에서 히스테리시스 오차를 낮춘다. 백래시 제거 스프링(36)을 도 2에 도시된 측정 기어 트레인(34)에 추가하는 것이 가능하지만, 일부 불균형이 도입될 것이다. 제1 출력 기어(34B) 및 스프링(36)과 직경방향으로 대향하는 제2 출력 기어(34B) 및 스프링(36)을 추가함으로써 불균형이 방지된다. 2개의 고정식 토크 센서(30)의 사용은 각자의 측정 신호를 서로에 대해 교차 점검할 수 있는 리던던시(redundancy) 및 기회를 제공한다. 그러나, 2개 대신에, 하나의 고정식 토크 센서(30)만이 제공될 수도 있다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 제1 내지 제3 실시예 각각에 적용가능한 변형예를 예시한다. 알 수 있는 바와 같이, 차동 기어 시스템(12)은 태양 기어(12A), 태양 기어를 둘러싸는 링 기어(12B), 및 태양 기어 및 링 기어와 맞물리는 적어도 하나의 유성 기어(12C)를 갖는 유성 차동 시스템으로서 구성될 수 있다. 예시된 구성에서, 입력 요소(14)는 태양 기어(12A)에 대응하고, 전달 출력 요소(16)는 유성 기어(들)(12C)에 대응하고, 측정 출력 요소(18)는 링 기어(12B)에 대응한다.

도 5는 제1 내지 제3 실시예 각각에 적용가능한 다른 변형예를 예시한다. 도 5에서, 차동 기어 시스템(12)은 제2 입력 요소(14)를 포함하고, 장치는 제2 입력 모터(24)에 의해 전력을 공급받고 제2 입력 요소(14)의 회전을 구동하도록 배열된 제2 회전가능 입력 샤프트(20)를 추가로 포함한다. 차동 기어 시스템(12)은 한 쌍의 동축 태양 기어(12A), 한 쌍의 동축 태양 기어를 각각 둘러싸는 한 쌍의 동축 링 기어(12B), 및 한 쌍의 태양 기어 및 한 쌍의 링 기어와 맞물리는 적어도 한 쌍의 동축 유성 기어(12C)를 갖는 유성 기어 시스템으로서 구성될 수 있다. 각 쌍의 유성 기어(12C)는 캐리지(15)의 공통 축을 중심으로 회전하도록 장착될 수 있다. 도 5로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 태양 기어(12A)는 제1 및 제2 입력 요소(14)에 대응하고, 한 쌍의 링 기어(12B)는 각각 전달 출력 요소(16) 및 측정 출력 요소(18)에 대응한다. 측정 부재(26)는 비틀림 순응성 샤프트인 것으로 도시되어 있다. 2개의 입력 모터(24)가 제공됨에 따라, 장치는 각각의 입력 모터가 작업을 수행하기에 충분한 전력을 갖는 경우 더 큰 작동 이용가능성을 갖는다. 도 5의 구성은, 입력 모터들(24) 중 하나만을 사용하여 최대 성능으로 작동할 수 있고 제1 입력 모터가 오작동하거나 고장을 겪는 경우 다른 입력 모터로 전환될 수 있는 이중 입력 시스템을 제공한다. 도 5의 시스템은 또한, 각각의 입력 모터(24)가 그 자신의 각자의 태양 기어(12A)에 연결되는 속도 합산 배열(speed summing arrangement) 또는 2개의 입력 모터들(24)이 단일의 공유된 태양 기어에 연결될 토크 합산 배열(도시되지 않음)에서, 입력 모터들(24) 둘 모두가 동시에 가동하는 상태로 작동되는 것이 가능할 수 있다.

도 6은 모든 실시예에 적용가능한 추가의 전반적인 변형예를 개략적으로 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 토크 측정 시스템은 고정식 센서(30)로서 회전식 위치 센서보다는 오히려 힘 센서를 사용하도록 수정될 수 있다. 비제한적인 예로서, 측정 부재(26)는 측정 출력 요소(18)에 의해 결합되는 제1 아암(26C) 및 고정식 센서(30)에 힘을 인가하도록 배열된 제2 아암(26D)을 갖는 피봇-장착형 벨 크랭크를 포함할 수 있다. 벨 크랭크 측정 부재(26)는 측정 출력 요소(18)의 회전에 응답하여 축(27)을 중심으로 선회한다. 고정식 센서(30)는 제2 아암(26D)에 의해 인가된 힘을 검출하는 선형 힘 센서일 수 있다. 벨 크랭크 링크가 도시되어 있지만, 측정 출력 요소(18)로부터 고정식 센서(30)로 힘을 전달하기 위해 다른 유형의 링크장치가 대체될 수 있다. 도 6에서, 고정식 센서(30)는 양방향 선형 힘 센서로서 도시되어 있지만, 응용에 적합하다면 단방향 힘 센서가 사용될 수도 있다.

도 6의 변형예에서, 링 기어(12B)(여기서는 측정 출력 요소(18)로서 작용함)는, 링 기어(12B)의 각변위의 이용가능한 범위를 제한하기 위해 장치(10)의 하우징 또는 다른 구조적으로 접지된 부재 내의 대향하는 제한 표면들(11)과 결합하기 위한 반경방향으로 돌출되는 단부 정지부(19)를 포함한다. 이러한 특징부는 과부하 상황에서 고정식 센서(30) 및 측정 부재(26)를 손상으로부터 보호한다.

본 발명은 출력 토크를 측정하기 위한 종래 기술의 시스템에 비해 이점을 제공한다. 고정식 센서(30)는 온도 감응형 스트레인 게이지에 의존하지 않는 비교적 저렴한 회전식 위치 센서 또는 힘 센서일 수 있다. 고정식 센서(30)에 의해 생성된 측정 신호가 회전하는 계면을 가로질러 전달될 필요는 없다.

본 발명이 예시적인 실시예들과 관련하여 기술되었지만, 상세한 설명은 본 발명의 범주를 기재된 특정 형태들로 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명은 본 발명의 범주 내에 포함될 수 있는 바와 같은 기술된 실시예의 그러한 대안예들, 수정예들 및 등가물들을 포함하도록 의도된다.

Claims

토크 전달 장치로서,
입력 요소(14), 전달 출력 요소(16), 및 측정 출력 요소(18)를 포함하는 차동 기어 시스템(12) - 상기 전달 출력 요소(16)는 상기 입력 요소(14)의 회전에 응답하여 회전하고, 상기 측정 출력 요소(18)는 상기 전달 출력 요소(16)에 의해 전달된 출력 토크에 반응함 -;
상기 입력 요소(14)의 회전을 구동하도록 배열된 회전가능 입력 샤프트(20);
상기 전달 출력 요소(16)의 회전에 의해 회전하도록 구동되는 회전가능 출력 샤프트(22) - 상기 회전가능 출력 샤프트(22)는 상기 출력 토크를 전달함 -;
상기 측정 출력 요소(18) 및 구조적 지면(G)에 연결된 측정 부재(26); 및
(i) 상기 측정 부재(26)의 변형, (ii) 상기 측정 출력 요소(18)의 각변위, (iii) 상기 측정 부재(26)에 의해 인가되는 힘, 및 (iv) 상기 측정 출력 요소(18)에 의해 인가되는 힘 중 적어도 하나를 측정하기 위한 고정식 센서(30, 30')를 포함하고, 상기 고정식 센서(30, 30')에 의한 측정치는 상기 출력 토크에 비례하며, 상기 고정식 센서(30, 30')는 상기 출력 토크를 표현하는 신호를 생성하는, 토크 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정 부재(26)는 상기 측정 출력 요소(18)의 각변위로 인한 비틀림 변형을 겪도록 배열된 비틀림 순응성(compliant) 부재인, 토크 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정 부재(26)는 상기 측정 출력 요소(18)로부터 토크를 전달하도록 배열된 강성 부재인, 토크 전달 장치.
제2항에 있어서, 상기 고정식 센서(30, 30')는 상기 측정 부재(26)의 비틀림 변형을 측정하는, 토크 전달 장치.
제2항에 있어서, 상기 고정식 센서(30, 30')는 상기 측정 출력 요소(18)의 각변위를 측정하는, 토크 전달 장치.
제5항에 있어서, 상기 측정 출력 요소(18)와 연관된 측정 기어 트레인(34)을 추가로 포함하고, 상기 측정 기어 트레인은 상기 측정 출력 요소(18)의 상기 각변위에 비례하는 각변위를 통해 회전하도록 구동되는 출력 기어(34B)를 포함하고, 상기 고정식 센서(30)는 상기 출력 기어(34B)의 각변위를 검출하도록 배열되는, 토크 전달 장치.
제6항에 있어서, 상기 고정식 센서(30)는 회전식 위치 인코더를 포함하는, 토크 전달 장치.
제6항에 있어서, 상기 고정식 센서(30)는 리졸버(resolver)를 포함하는, 토크 전달 장치.
제6항에 있어서, 상기 측정 기어 트레인(34)은 상기 측정 출력 요소(18)의 각변위를 증폭시키는, 토크 전달 장치.
제6항에 있어서, 상기 측정 기어 트레인(34)은 상기 측정 기어 트레인(34)에서의 백래시(backlash)를 제거하도록 배열된 적어도 하나의 스프링(36)을 포함하는, 토크 전달 장치.
제6항에 있어서, 상기 측정 기어 트레인(34)은 상기 측정 기어 트레인(34)에서의 백래시를 제거하도록 서로 대향하여 배열된 한 쌍의 출력 기어(34B)를 포함하는, 토크 전달 장치.
제3항에 있어서, 상기 고정식 센서(30, 30')는 상기 측정 부재(26)에 의해 상기 고정식 센서(30, 30')에 인가되는 힘을 검출하도록 배열된 힘 센서를 포함하는, 토크 전달 장치.
제12항에 있어서, 상기 측정 부재(26)는 상기 측정 출력 요소(18)에 의해 결합되는 제1 아암(26C) 및 상기 고정식 센서(30, 30')에 힘을 인가하도록 배열된 제2 아암(26D)을 갖는 피봇-장착형 벨 크랭크(26)를 포함하는, 토크 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 차동 기어 시스템(12)은 태양 기어(12A), 상기 태양 기어(12A)를 둘러싸는 링 기어(12B), 및 상기 태양 기어(12A) 및 상기 링 기어(12B)와 맞물리는 적어도 하나의 유성 기어(12C)를 갖는 유성 기어 시스템을 포함하는, 토크 전달 장치.
제14항에 있어서, 상기 입력 요소(14)는 상기 태양 기어(12A)를 포함하고, 상기 전달 출력 요소(16)는 상기 적어도 하나의 유성 기어(12C)를 포함하고, 상기 측정 출력 요소(18)는 상기 링 기어(12B)를 포함하는, 토크 전달 장치.
제1항에 있어서, 차동 기어 시스템(12)은 제2 입력 요소(14)를 추가로 포함하고, 상기 장치는 상기 제2 입력 요소의 회전을 구동하도록 배열된 제2 회전가능 입력 샤프트(20)를 추가로 포함하는, 토크 전달 장치.
제16항에 있어서, 상기 차동 기어 시스템(12)은 한 쌍의 동축 태양 기어(12A), 상기 한 쌍의 동축 태양 기어(12A)를 각각 둘러싸는 한 쌍의 동축 링 기어(12B), 및 상기 한 쌍의 태양 기어(12A) 및 상기 한 쌍의 링 기어(12B)와 맞물리는 적어도 하나의 유성 기어(12C)를 갖는 유성 기어 시스템을 포함하고, 상기 입력 요소(14) 및 상기 제2 입력 요소(14)는 상기 한 쌍의 태양 기어(12A)를 포함하고, 상기 전달 출력 요소(16) 및 상기 측정 출력 요소(18)는 상기 한 쌍의 링 기어(12B)를 포함하는, 토크 전달 장치.
제1항에 있어서, 상기 측정 출력 요소(18)는, 상기 측정 출력 요소(18)의 각변위의 범위를 제한하기 위해 구조적 지면(G)과 연관된 한 쌍의 제한 표면들(11)과 결합하기 위한 적어도 하나의 반경방향으로 돌출되는 단부 정지부(end stop)를 포함하는, 토크 전달 장치.
제2항에 있어서, 상기 측정 부재(26)는, 상기 측정 부재(26)의 비틀림 변형의 범위를 제한하기 위해 구조적 지면(G)과 연관된 한 쌍의 제한 표면들(11)과 결합하기 위한 적어도 하나의 반경방향으로 돌출되는 단부 정지부를 포함하는, 토크 전달 장치.