專利名稱：扭力感應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系一種扭力感應(yīng)器，尤指一種可感應(yīng)轉(zhuǎn)軸(中管或內(nèi)軸)所承受的扭轉(zhuǎn)力的扭力感應(yīng)器。
背景技術(shù)：
一般的扭力轉(zhuǎn)換器或是扭力感應(yīng)器，在使用上必須有一側(cè)是靜止的狀態(tài)，所以無法檢測(cè)同時(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的兩物體之間的應(yīng)力(扭力或壓力)。實(shí)際上有許多的狀況下需要量測(cè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)體的扭力變化，尤其是兩個(gè)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)體。譬如，在一輛以人力驅(qū)動(dòng)的腳踏車在受力運(yùn)轉(zhuǎn)前進(jìn)期間，騎乘者踩踏踏板的力會(huì)一路傳至相接的元件上，并帶動(dòng)各元件一同作動(dòng)，最后再驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)。在這個(gè)例子當(dāng)中，前述的一般扭力轉(zhuǎn)換器或是扭力感應(yīng)器并無法裝設(shè)在該腳踏車中以檢測(cè)或量測(cè)該騎乘者所施的力。所以現(xiàn)在風(fēng)行的腳踏車運(yùn)動(dòng)，或者不論是腳踏還是手搖健身器的一大缺憾就是無法真實(shí)并正確的顯示出使用者出力的大小與功率，更無法計(jì)算出運(yùn)動(dòng)者的真實(shí)運(yùn)動(dòng)量。本發(fā)明旨在提出一確實(shí)有效而且簡(jiǎn)單又可靠的扭力感應(yīng)器解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的系在于提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉且量測(cè)精度高的扭力感應(yīng)器。為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明所利用的技術(shù)手段為設(shè)計(jì)一種扭力感應(yīng)器，其包括以同一軸心方式設(shè)置的一外管、一中管、一內(nèi)軸、至少一外軸承、至少一內(nèi)軸承、一第一感測(cè)盤與一第二感測(cè)盤，且包括一彈性件與一檢測(cè)單元，其中該中管沿軸向穿設(shè)于該外管中；該內(nèi)軸沿軸向貫穿該中管；該外軸承環(huán)設(shè)于該外管與中管之間；該內(nèi)軸承環(huán)設(shè)于該中管與內(nèi)軸之間；該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤以同軸心方式環(huán)繞并裝置在該內(nèi)軸上，該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤相鄰并相間隔設(shè)置，其中該第一感測(cè)盤固接于內(nèi)軸，該第二感測(cè)盤固接于中管；一彈性件，其系設(shè)于該中管與內(nèi)軸之間，且該彈性件的兩端分別連接該中管與內(nèi)軸；一檢測(cè)單元，其系設(shè)在該外管上，該檢測(cè)單元可檢測(cè)該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤間的相角差。上述第一感測(cè)盤可為一基準(zhǔn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)穿孔(大光罩);上述第二感測(cè)盤可為一偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)部，每一檢測(cè)部具有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)細(xì)柵格(細(xì)光罩)，該檢測(cè)細(xì)柵格沿該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤的周緣間隔排列設(shè)置；上述檢測(cè)單元可具有一信號(hào)發(fā)射元件與一信號(hào)接收元件，該信號(hào)發(fā)射元件會(huì)朝該第一感測(cè)盤上設(shè)有穿孔處發(fā)出一信號(hào)，該信號(hào)接收元件可接收該信號(hào)發(fā)射元件所發(fā)出的信號(hào)，在該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤在受力而旋轉(zhuǎn)過程中，其上的穿孔與檢測(cè)部經(jīng)過該信號(hào)發(fā)射元件時(shí)，可能會(huì)一次(在較少應(yīng)力的情況下)或多次(在較多應(yīng)力的情況下)讓信號(hào)通過，并被信號(hào)接收元件接收。上述第二感測(cè)盤可為一基準(zhǔn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)穿孔(大光罩);前述第一感測(cè)盤可為一偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)部，每一檢測(cè)部具有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)細(xì)柵格(細(xì)光罩)，該檢測(cè)細(xì)柵格沿該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤的周緣間隔排列設(shè)置；上述檢測(cè)單元可具有一信號(hào)發(fā)射元件與一信號(hào)接收元件，該信號(hào)發(fā)射元件會(huì)朝該第一感測(cè)盤上設(shè)有穿孔處發(fā)出一信號(hào)，該信號(hào)接收元件可接收該信號(hào)發(fā)射元件所發(fā)出的信號(hào)，在該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤在受力而旋轉(zhuǎn)過程中，其上的穿孔與檢測(cè)部經(jīng)過該信號(hào)發(fā)射元件時(shí)，可能會(huì)一次(在較少應(yīng)力的情況下)或多次(在較多應(yīng)力的情況下)讓信號(hào)通過，并被信號(hào)接收元件接收。上述中管的內(nèi)壁面上間隔設(shè)有一第一擋止凸塊與一第二擋止凸塊，上述內(nèi)軸的環(huán)壁面上亦可設(shè)有一第一擋止凸塊與一第二擋止凸塊，該內(nèi)軸的第一擋止凸塊與第二擋止凸塊均位于該中管的第一擋止凸塊與第二擋止凸塊相對(duì)應(yīng)的側(cè)面之間。上述彈性件可為一扭轉(zhuǎn)彈 簧，其系套設(shè)于該內(nèi)軸上，且兩端分別固接于該中管與內(nèi)軸，當(dāng)受力達(dá)到本扭力感應(yīng)器最大檢測(cè)范圍時(shí)，該內(nèi)軸與中管兩者的第一擋止凸塊會(huì)相互抵靠，當(dāng)完全不受力時(shí)，該彈性件會(huì)使該內(nèi)軸與中管兩者的第二擋止凸塊相互抵靠。上述彈性件亦可為一種可壓縮變形的彈性體，其系設(shè)置于該中管與內(nèi)軸的第一擋止凸塊之間，當(dāng)本扭力感應(yīng)器完全不受力時(shí)，上述彈性件會(huì)使該內(nèi)軸與中管兩者的第二擋止凸塊相互抵靠。上述中管的其中一端的端緣可進(jìn)一步內(nèi)凹成型出一卡槽，上述內(nèi)軸的環(huán)壁面上亦可進(jìn)一步內(nèi)凹成型出一^^槽，且該內(nèi)軸的卡槽進(jìn)一步貫穿該內(nèi)軸的其中一端的端面，上述彈性件的兩端分別穿設(shè)固定于該中管與內(nèi)軸的卡槽中。上述內(nèi)軸的環(huán)壁面上可進(jìn)一步環(huán)設(shè)有一凸環(huán)，該凸環(huán)的一側(cè)面對(duì)應(yīng)該中管的其中一端的端緣，上述第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤位于該內(nèi)軸的凸環(huán)以及該中管的端緣之間，且該第一感測(cè)盤固接于該內(nèi)軸的凸環(huán)，該第二感測(cè)盤固接于該中管的端緣。一力可施于該內(nèi)軸或中管，再一路傳至與其相接的元件上。以施力于內(nèi)軸為例，當(dāng)該內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該內(nèi)軸會(huì)透過該彈性件帶動(dòng)該中管以及中管上所設(shè)的齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)加大轉(zhuǎn)動(dòng)該內(nèi)軸的力，使該彈性件因受力而產(chǎn)生的壓縮變形量增加時(shí)，該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤間的相對(duì)角度亦會(huì)產(chǎn)生變化，且施于該內(nèi)軸的力越大，該第一、第二感測(cè)盤間的相對(duì)角度變化也越大。接著，該力會(huì)再進(jìn)一步傳至與該彈性件連接的元件上，即該中管。若該中管再進(jìn)一步連接一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如腳踏車的齒盤，則該力便會(huì)繼續(xù)傳至該腳踏車的后輪。只要施予足夠的力，該腳踏車便會(huì)前進(jìn)。其中，施于此扭力感應(yīng)器的力可藉由量測(cè)該彈性件的形變量來計(jì)算，此系符合虎克定律(Hook’ s Law)基本精神，且該彈性件的形變量是利用該光學(xué)式的檢測(cè)單元以非接觸的方式來進(jìn)行檢測(cè)。藉由如上所述的設(shè)計(jì)，本發(fā)明的扭力感應(yīng)器具有簡(jiǎn)單的構(gòu)造、及快速、靈敏、精準(zhǔn)的感應(yīng)能力，因此可應(yīng)用在任何需要施力運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)上，再根據(jù)該扭力感應(yīng)器所檢測(cè)到的信號(hào)變化，來計(jì)算該施力側(cè)所發(fā)出的施力大小、施力功率…等量化信息，由于本發(fā)明的整體設(shè)計(jì)并不會(huì)減損功率，所以本設(shè)計(jì)擁有精準(zhǔn)的量測(cè)能力。


圖1為本發(fā)明的立體外觀圖。圖2為本發(fā)明的立體分解圖。圖3為本發(fā)明的部分元件的立體分解圖。圖4為本發(fā)明的端視部份元件剖面圖。圖5為本發(fā)明的側(cè)視部份元件剖面圖。圖6為本發(fā)明的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤的立體分解圖。圖7為本發(fā)明的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤相互迭置的側(cè)視圖。圖8為本發(fā)明的第二感測(cè)盤相對(duì)第一測(cè)盤偏轉(zhuǎn)后的側(cè)視圖。圖9為本發(fā)明的放大 的側(cè)視部份元件剖面圖，其中第一感測(cè)盤為基準(zhǔn)感測(cè)盤，第二感測(cè)盤為偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤。圖10為本發(fā)明另丨實(shí)施例端視部份元件剖面圖。圖11為本發(fā)明設(shè)置于一助動(dòng)車上的側(cè)視示意圖。圖12為本發(fā)明設(shè)置于一健身車上的側(cè)視不意圖。圖13為本發(fā)明的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤另一配置方式的立體分解圖。圖14為本發(fā)明的放大的側(cè)視部份元件剖面圖，其中第二感測(cè)盤為基準(zhǔn)感測(cè)盤，第一感測(cè)盤為偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤。主要元件符號(hào)說明10扭力感應(yīng)器11外管12U2A 中管121 第一端122 第二端123 卡槽124U24A第一擋止凸塊125U25A第二擋止凸塊13U3A 內(nèi)軸131 第一端132 第二端133 凸環(huán)134U34A第一擋止凸塊135U35A第二擋止凸塊136卡槽14外軸承15內(nèi)軸承16、16A彈性件17基準(zhǔn)感測(cè)盤171穿孔18偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤181檢測(cè)部182檢測(cè)細(xì)柵格19檢測(cè)單元
191信號(hào)發(fā)射元件192信號(hào)接收元件40助動(dòng)車41傳動(dòng)鏈條42電動(dòng)馬達(dá)43前輪44后輪45齒盤46曲柄47踏板50健身車51曲柄52踏板
具體實(shí)施方式
以下配合圖式及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。參見圖1及圖2所示，本發(fā)明的扭力感應(yīng)器10包括一外管11、一中管12、一內(nèi)軸
13、至少一外軸承14、至少一內(nèi)軸承15、一彈性件16、一第一感測(cè)盤、一第二感測(cè)盤與一檢測(cè)單元19。配合參見圖5所示，該外管11與中管12均為中空管體，該中管12系沿軸向穿設(shè)于該外管11中，令該中管12的兩端分別為一第一端121與一第二端122，該中管12的第二端122的端緣內(nèi)凹成型有一^^槽123，此外，該中管12的內(nèi)壁面上間隔設(shè)有一第一擋止凸塊124與一第二擋止凸塊125。參見圖3，內(nèi)軸13沿軸向貫穿該中管12，令該內(nèi)軸13的兩端分別為一第一端131與一第二端132,該內(nèi)軸13的第一端131對(duì)應(yīng)該中管12的第一端121,該內(nèi)軸13的第二端132對(duì)應(yīng)該中管12的第二端122，該內(nèi)軸13的環(huán)壁面上設(shè)有一凸環(huán)133、一第一擋止凸塊
134、一第二擋止凸塊135與一卡槽136。該凸環(huán)133環(huán)設(shè)于該內(nèi)軸13的環(huán)壁面上靠近內(nèi)軸13的第一端131處，且該凸環(huán)133的一側(cè)面對(duì)應(yīng)該中管12的第一端121的端緣。配合參見圖4所示，該內(nèi)軸13的第一擋止凸塊134與第二擋止凸塊135位于該凸環(huán)133與內(nèi)軸13的第二端132之間，且該內(nèi)軸13的第一擋止凸塊134與第二擋止凸塊135均位于該中管12的第一擋止凸塊124與第二擋止凸塊125相對(duì)應(yīng)的側(cè)面之間，該內(nèi)軸13與中管12可選擇性地使兩者的第一擋止凸塊134、124相互抵靠，或使兩者的第二擋止凸塊
135、125相互抵靠。該內(nèi)軸13的卡槽136內(nèi)凹成型于該內(nèi)軸13的環(huán)壁面上，并可進(jìn)一步貫穿該內(nèi)軸13的第二端132的端面。該外軸承14環(huán)設(shè)于該外管11與中管12之間，該外軸承14的一外環(huán)面與該外管11相接，外軸承14的一內(nèi)環(huán)面與該中管12相接，使該中管12可順暢的相對(duì)該外管11轉(zhuǎn)動(dòng)。該內(nèi)軸承15環(huán)設(shè)于該中管12與內(nèi)軸13之間，該內(nèi)軸承15的一外環(huán)面與該中管12相接，內(nèi)軸承的一內(nèi)環(huán)面與該內(nèi)軸13相接，使該內(nèi)軸13與中管12可順暢的相對(duì)偏轉(zhuǎn)。該彈性件16設(shè)于該中管12與內(nèi)軸13之間，且該彈性件16的兩端分別連接該中管12與內(nèi)軸13，使得在自然狀態(tài)下該中管12與內(nèi)軸13間的相對(duì)位置保持固定，而當(dāng)內(nèi)軸13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可經(jīng)由該彈性件16推動(dòng)該中管12轉(zhuǎn)動(dòng)。配合參見圖6及9所示，該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤環(huán)繞該內(nèi)軸13，且相鄰并相間隔設(shè)置，該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤位于該中管12的第一端121的端緣以及該內(nèi)軸13的凸環(huán)133之間，且該第一感測(cè)盤固接于該內(nèi)軸13的凸環(huán)133，該第二感測(cè)盤固接于該中管12的第一端121的端緣。該第一感測(cè)盤可為一基準(zhǔn)感測(cè)盤17，該基準(zhǔn)感測(cè)盤17上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)穿孔171，該第二感測(cè)盤可為一偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18，該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)部181，每一檢測(cè)部181具有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)細(xì)柵格182，該檢測(cè)細(xì)柵格182沿該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18的周緣間隔排列設(shè)置。在本較佳實(shí)施例中，該彈性件16系為一扭轉(zhuǎn)彈簧，其系套設(shè)于該內(nèi)軸13上，且兩端分別穿設(shè)固定于該中管12與內(nèi)軸13的卡槽123、136中。此外，參見圖13及圖14所示，亦可令該第二感測(cè)盤作為基準(zhǔn)感測(cè)盤17，令該第一感測(cè)盤作為偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18，俾使該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤間的相角差可反映該中管12與內(nèi)軸13間的相角差，以及反映該彈性件16的形變量。檢測(cè)單元19設(shè)在該外管11上，并可檢測(cè)該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤間的相角差，該檢測(cè)單元19具有一信號(hào)發(fā)射元件191與一信號(hào)接收元件192，該信號(hào)發(fā)射元件191設(shè)在該基準(zhǔn)感測(cè)盤17的旁側(cè)，并會(huì)朝該基準(zhǔn)感測(cè)盤17上設(shè)有穿孔171處發(fā)出一信號(hào)，該信號(hào)接收元件192設(shè)在該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18的旁側(cè)，并可接收該信號(hào)發(fā)射元件191所發(fā)出的信號(hào)。參見圖10所示的本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中該彈性件16A系為一種可壓縮變形的彈性體，例如壓縮彈簧，其系設(shè)置于該中管12A與內(nèi)軸13A的第一擋止凸塊124A、134A的間，且兩端分別抵頂該中管12A與內(nèi)軸13A的第一擋止凸塊124AU34A。參見圖11所示，上述本發(fā)明的扭力感應(yīng)器10可應(yīng)用并設(shè)置在一助動(dòng)車40的五通管處，該中管12的一端處套設(shè)有一齒盤45，該齒盤45再進(jìn)一步連接該助動(dòng)車40的傳動(dòng)鏈條41，此外，該內(nèi)軸13的第一端131及第二端132再進(jìn)一步裝設(shè)有曲柄46及踏板47，以供騎乘者踩踏之用。當(dāng)騎乘者踩踏該二踏板47，以轉(zhuǎn)動(dòng)該曲柄46并帶動(dòng)該內(nèi)軸13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該內(nèi)軸13會(huì)透過該彈性件16帶動(dòng)該中管12以及中管12上所設(shè)的齒盤45轉(zhuǎn)動(dòng)，并使該第一感測(cè)盤隨該內(nèi)軸13 —同轉(zhuǎn)動(dòng)，該第二感測(cè)盤隨該中管12 —同轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，參見圖4所示，當(dāng)受力達(dá)到本扭力感應(yīng)器10最大檢測(cè)范圍時(shí),該內(nèi)軸13與中管12的第一擋止凸塊134、124會(huì)相互抵靠；當(dāng)完全不受力時(shí)，上述彈性件16會(huì)使該內(nèi)軸13與中管12的第二擋止凸塊135、125相互抵靠。在圖7所示的實(shí)施例中，該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18的各檢測(cè)部181系分別對(duì)應(yīng)位在該基準(zhǔn)感測(cè)盤17的兩穿孔171之間，亦即，在一般的情況下，該檢測(cè)單元19的信號(hào)接收元件192并無法接收到該信號(hào)發(fā)射元件191所發(fā)出的信號(hào)。進(jìn)一步參見圖8所示，當(dāng)該助動(dòng)車40行駛于上坡路段或是開始進(jìn)行加速，使得該騎乘者必須以較大的力來進(jìn)行踩踏時(shí)，該彈性件16會(huì)緩沖騎乘者施予內(nèi)軸13的力而產(chǎn)生壓縮變形，此時(shí)，該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18的檢測(cè)部181會(huì)有一部分露出于該基準(zhǔn)感測(cè)盤17的穿孔171，使該檢測(cè)單元19的信號(hào)接收元件192可以透過該檢測(cè)部181的檢測(cè)細(xì)柵格182接收到該信號(hào)發(fā)射元件191所發(fā)出的信號(hào)，藉由計(jì)算信號(hào)接收元件192所接收到的信號(hào)次數(shù)，可以計(jì)算出所經(jīng)過的檢測(cè)細(xì)柵格182的數(shù)量，從而得到該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18相對(duì)該基準(zhǔn)感測(cè)盤17所偏轉(zhuǎn)的角度，以及本扭力感應(yīng)器10所受到的應(yīng)力；上述檢測(cè)單元19再根據(jù)所測(cè)得的基準(zhǔn)感測(cè)盤17與偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18的相對(duì)位置的變化，對(duì)一控制器發(fā)出信號(hào)，令該控制器控制該助動(dòng)車40上所設(shè)的一電動(dòng)馬達(dá)42來輔助驅(qū)動(dòng)該助動(dòng)車40,以減輕騎乘者的負(fù)擔(dān),使該騎乘者不論是在上坡路段或者是在加速狀態(tài)下，都可以維持固定的踩踏力，不會(huì)讓身體過于勞累，并可維持穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)效果。其中，上述電動(dòng)馬達(dá)42可利用傳動(dòng)該助動(dòng)車40的前輪43或是后輪44的方式來輔助該助動(dòng)車40前進(jìn)。此外,上述基準(zhǔn)感測(cè)盤17與偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18在組裝時(shí),亦可令該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18的各檢測(cè)部181分別對(duì)應(yīng)該基準(zhǔn)感測(cè)盤17的各穿孔171，俾使該檢測(cè)單元19可利用檢測(cè)該偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18的檢測(cè)細(xì)柵格182露出于該基準(zhǔn)感測(cè)盤17的穿孔171的數(shù)量的方式，來計(jì)算該基準(zhǔn)感測(cè)盤17與偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤18間的相角差。進(jìn)一步參見圖12所示，本發(fā)明的扭力感應(yīng)器10亦可應(yīng)用并裝設(shè)在無電動(dòng)助力的腳踏車或健身車50上，同樣是于該內(nèi)軸13的第一端131與第二端132上裝設(shè)曲柄51及踏板52，藉此，當(dāng)騎乘者踩踏該踏板時(shí)，便可根據(jù)該扭力感應(yīng)器10所檢測(cè)到的扭力變化，來計(jì)算該騎乘者的運(yùn)動(dòng)量，將結(jié)果顯示在該健身車50的控制面板上，甚至還可配合藍(lán)芽...等無線通訊方式以及智慧型手機(jī)...等智慧型行動(dòng)通訊裝置中的應(yīng)用軟件，來記錄并分析騎乘者的運(yùn)動(dòng)量及體能.· ·等信息。再者，雖然上述系以施力于該內(nèi)軸13，再經(jīng)由該彈性件16來傳動(dòng)該中管12的方式來進(jìn)行說明，但是，除此之外，亦可以以施力于該中管12，再經(jīng)由該彈性件16來傳動(dòng)該內(nèi)軸13的方式來使用本發(fā)明的扭力感應(yīng)器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，其具有簡(jiǎn)單的構(gòu)造以及快速、靈敏、精準(zhǔn)的感應(yīng)能力，可應(yīng)用在任何需要施力運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)上，以根據(jù)該扭力感應(yīng)器10所檢測(cè)到的量化信息，來計(jì)算該施力側(cè)所發(fā)出的功率，由于本發(fā)明的整體設(shè)計(jì)并不會(huì)減損功率，所以本設(shè)計(jì)擁有精準(zhǔn)的量測(cè)能力。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，在未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的扭力感應(yīng)器包括一外管、一中管、一內(nèi)軸、至少一外軸承、至少一內(nèi)軸承、一彈性件、一第一感測(cè)盤、一第二感測(cè)盤與一檢測(cè)單元，其中 中管沿軸向穿設(shè)于所述的外管中，內(nèi)軸沿軸向貫穿所述的中管； 外軸承環(huán)設(shè)于所述的外管與中管之間，內(nèi)軸承環(huán)設(shè)于所述的中管與內(nèi)軸之間； 彈性件設(shè)于所述的中管與內(nèi)軸之間，且所述的彈性件的兩端分別連接所述的中管與內(nèi)軸； 第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤環(huán)繞所述的內(nèi)軸，且相鄰并相間隔設(shè)置，其中所述的第一感測(cè)盤固接于內(nèi)軸，所述的第二感測(cè)盤固接于中管； 檢測(cè)單元設(shè)在所述的外管上，所述的檢測(cè)單元檢測(cè)所述的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤間的相角差。
2.如權(quán)利要求1所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于 所述的第一感測(cè)盤為一基準(zhǔn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)穿孔； 所述的第二感測(cè)盤為一偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)部，每一檢測(cè)部具有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)細(xì)柵格，所述的檢測(cè)細(xì)柵格沿所述的偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤的周緣間隔排列設(shè)置； 所述的檢測(cè)單元具有一信號(hào)發(fā)射元件與一信號(hào)接收元件，所述的信號(hào)發(fā)射元件會(huì)朝所述的基準(zhǔn)感測(cè)盤上設(shè)有穿孔處發(fā)出一信號(hào)，所述的信號(hào)接收元件可接收所述的信號(hào)發(fā)射元件所發(fā)出的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于 所述的第二感測(cè)盤為一基準(zhǔn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)穿孔； 所述的第一感測(cè)盤為一偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤，其上沿周緣間隔環(huán)繞排列有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)部，每一檢測(cè)部具有復(fù)數(shù)個(gè)檢測(cè)細(xì)柵格，所述的檢測(cè)細(xì)柵格沿所述的偏轉(zhuǎn)感測(cè)盤的周緣間隔排列設(shè)置； 所述的檢測(cè)單元具有一信號(hào)發(fā)射元件與一信號(hào)接收元件，所述的信號(hào)發(fā)射元件會(huì)朝所述的基準(zhǔn)感測(cè)盤上設(shè)有穿孔處發(fā)出一信號(hào)，所述的信號(hào)接收元件可接收所述的信號(hào)發(fā)射元件所發(fā)出的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的彈性件為一扭轉(zhuǎn)彈簧，其系套設(shè)于所述的內(nèi)軸上，且兩端分別固接于所述的中管與內(nèi)軸。
5.如權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的中管的內(nèi)壁面上間隔設(shè)有一第一擋止凸塊與一第二擋止凸塊，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上設(shè)有一第一擋止凸塊與一第二擋止凸塊，所述的內(nèi)軸的第一擋止凸塊與第二擋止凸塊均位于所述的中管的第一擋止凸塊與第二擋止凸塊相對(duì)應(yīng)的側(cè)面之間，所述的內(nèi)軸與中管可選擇性地使兩者的第二擋止凸塊相互抵靠。
6.如權(quán)利要求4所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的中管的內(nèi)壁面上間隔設(shè)有一第一擋止凸塊與一第二擋止凸塊，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上設(shè)有一第一擋止凸塊與一第二擋止凸塊，所述的內(nèi)軸的第一擋止凸塊與第二擋止凸塊均位于所述的中管的第一擋止凸塊與第二擋止凸塊相對(duì)應(yīng)的側(cè)面之間，所述的內(nèi)軸與中管可選擇性地使兩者的第二擋止凸塊相互抵靠。
7.如權(quán)利要求5所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的彈性件為一種可壓縮變形的彈性體，其系設(shè)置于所述的中管與內(nèi)軸的第一擋止凸塊之間。
8.如權(quán)利要求4所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的中管的其中一端的端緣內(nèi)凹成型有一^^槽，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上內(nèi)凹成型有一^^槽，且所述的內(nèi)軸的卡槽進(jìn)一步貫穿所述的內(nèi)軸的其中一端的端面，所述的彈性件的兩端分別穿設(shè)固定于所述的中管與內(nèi)軸的卡槽中。
9.如權(quán)利要求6所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的中管的其中一端的端緣內(nèi)凹成型有一^^槽，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上內(nèi)凹成型有一^^槽，且所述的內(nèi)軸的卡槽進(jìn)一步貫穿所述的內(nèi)軸的其中一端的端面，所述的彈性件的兩端分別穿設(shè)固定于所述的中管與內(nèi)軸的卡槽中。
10.如權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上進(jìn)一步環(huán)設(shè)有一凸環(huán)，所述的凸環(huán)的一側(cè)面對(duì)應(yīng)所述的中管的其中一端的端緣，所述的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤位于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)以及所述的中管的端緣之間，且所述的第一感測(cè)盤固接于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)，所述的第二感測(cè)盤固接于所述的中管的端緣。
11.如權(quán)利要求4所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上進(jìn)一步環(huán)設(shè)有一凸環(huán)，所述的凸環(huán)的一側(cè)面對(duì)應(yīng)所述的中管的其中一端的端緣，所述的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤位于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)以及所述的中管的端緣之間，且所述的第一感測(cè)盤固接于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)，所述的第二感測(cè)盤固接于所述的中管的端緣。
12.如權(quán)利要求5所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上進(jìn)一步環(huán)設(shè)有一凸環(huán)，所述的凸環(huán)的一側(cè)面對(duì)應(yīng)所述的中管的其中一端的端緣，所述的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤位于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)以及所述的中管的端緣之間，且所述的第一感測(cè)盤固接于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)，所述的第二感測(cè)盤固接于所述的中管的端緣。
13.如權(quán)利要求6所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上進(jìn)一步環(huán)設(shè)有一凸環(huán)，所述的凸環(huán)的一側(cè)面對(duì)應(yīng)所述的中管的其中一端的端緣，所述的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤位于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)以及所述的中管的端緣之間，且所述的第一感測(cè)盤固接于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)，所述的第二感測(cè)盤固接于所述的中管的端緣。
14.如權(quán)利要求7所述的扭力感應(yīng)器，其特征在于，所述的內(nèi)軸的環(huán)壁面上進(jìn)一步環(huán)設(shè)有一凸環(huán)，所述的凸環(huán)的一側(cè)面對(duì)應(yīng)所述的中管的其中一端的端緣，所述的第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤位于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)以及所述的中管的端緣之間，且所述的第一感測(cè)盤固接于所述的內(nèi)軸的凸環(huán)，所述的第二感測(cè)盤固接于所述的中管的端緣。
全文摘要
本發(fā)明系一種扭力感應(yīng)器，其具有相互軸向穿設(shè)的一外管、一中管與一內(nèi)軸，該中管一側(cè)與內(nèi)軸間連接一彈性件并且可經(jīng)由一轉(zhuǎn)接機(jī)構(gòu)延伸到外側(cè)，該中管另一側(cè)與內(nèi)軸上分別設(shè)有一第一感測(cè)盤與一第二感測(cè)盤，一檢測(cè)單元可經(jīng)由檢測(cè)該第一感測(cè)盤與第二感測(cè)盤的相對(duì)角度的變化，來計(jì)算該內(nèi)軸或中管所承受的轉(zhuǎn)動(dòng)扭力。本發(fā)明的扭力感應(yīng)器具有簡(jiǎn)單可靠的構(gòu)造、以及快速、精準(zhǔn)的感應(yīng)能力，可應(yīng)用在任何需要藉由外力轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)體上，并得以根據(jù)所測(cè)得的結(jié)果計(jì)算出旋轉(zhuǎn)體的輸入力量與功率。
文檔編號(hào)G01L5/00GK103063343SQ20111031674
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者姚立和, 范勝豐 申請(qǐng)人:姚立和