[发明专利]扭矩测量方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种扭矩测量装置，并且更具体地说涉及一种利用具有低采样率 的控制器的扭矩测量装置。

背景技术

在动力供给装置中，诸如农业机械，发动机的动力被传给所述农业机械的几 个方面并且所述动力的传递通常由旋转轴完成。由发动机供给的扭矩通常通过变 速器系统传递，所述变速器系统可以被用来增加施加于负载上的扭矩。当所述负 载变得太大时，所述发动机供给所述负载动力的能力可能超过所述轴的能力或者 紧随的被驱动项的能力。已知通过具有止动弹簧的拨盘测量扭矩，通过该止动弹 簧，扭矩从所述拨盘被传递至一从动盘。当扭矩通过连接拨盘与从动盘的弹簧被 传递时，所述拨盘与所述从动盘之间的差动位置被用于计算通过所述拨盘/从动盘 布置施加的扭矩。当扭矩通过所述盘传递时，所述弹簧被压缩，指针从所述从动 盘相对所述从动盘上的一基点移动。随后该差动可被一传感器检测，且该信息被 传输给一显示系统以提供信息给所述农业机械的操作员。美国专利号5,596,153 包含了此类测量装置的一个例子，其包括一种用于发动机转速及由拨盘传递至从 动盘的扭矩的测量装置。

本领域需要的是一种成本有效的扭矩测量系统，其可利用农业机械可用的计 算性能被容易且便宜地引入。

发明内容

本发明涉及一种扭矩测量装置与方法，其利用一具有一低采样率的控制器测 量农用车辆中至少一个驱动组件上的扭矩。

本发明一方面包括一种扭矩测量装置，该扭矩测量装置与一具有动力供给装 置和负载的动力驱动地面接合装置相关联，所述扭矩测量装置包括一可旋转轴、 一第一可检测部件、一第二可检测部件、多个传感器及一电气控制器，所述可旋 转轴具有一纵轴、一第一端及一第二端，所述第一端与所述动力供给装置连接， 所述第二端与所述负载连接；所述第一及第二可检测部件分别与所述可旋转轴上 的一第一纵向位置和一第二纵向位置相关联；所述的多个传感器包括一第一传感 器和一第二传感器，所述第一传感器紧邻所述第一可检测部件，所述第二传感器 紧邻所述第二可检测部件，当所述可旋转轴围绕所述纵轴旋转时，所述第一传感 器产生一第一信号，及所述第二传感器产生一第二信号；所述电气控制器以一采 样率对所述第一信号和第二信号采样。所述第一信号具有一第一频率且所述采样 率小于所述第一频率的两倍，所述电气控制器利用所述第一信号和所述第二信号 计算一扭矩量值，该扭矩量值表示所述可旋转轴上的扭矩。

附图说明

图1是利用本发明的所述装置和方法的拖拉机的侧视图；

图2是图1的拖拉机中利用的本发明的扭矩测量装置的实施例图示表示；

图3是图1的拖拉机中利用的本发明的扭矩测量装置的另一实施例图示表示；

图4是图1的拖拉机中利用图2或3装置的方法的实施例的图示表示。

具体实施方案

现在参考图1，更具体参考图1-3，表示一地面接合车辆10，也称为拖拉机 10。拖拉机10包括一提供动力给车轮14的发动机/变速器系统12，所述车轮14 可以被理解成一负载16。发动机/变速器系统12可以被理解成一动力供给装置12， 动力由此被分配给贯穿拖拉机10的机械负载，甚至通过联动动力轴分配给其它的 农用设备，未示出。为了说明的目的及为了更易理解，车轮14可以被认为是一负 载16，尽管进一步理解所述负载16可以是由所述发动机变速器系统12驱动的任 何机械负载。

图2和3分别是具有动力供给装置12的扭矩测量系统40或42的实施例的 示意表示，所述动力供给装置12通过轴18将机械动力传送给负载16。扭矩由动 力供给装置12提供并通过轴18传递。齿轮20、22、24和26如所述两个实施例 中所示布置，其中在图2的实施例中只利用齿轮20和22。齿轮20、22、24和 26被理解成可检测部件，且并不必是齿轮，此处所述是为了更易说明本发明。例 如可检测部件20、22、24和26也可以是与沿轴18的各个纵向位置相关联的光 源或磁源。

图2中，传感器28和30被分别设置成与齿轮20和22相关联。在图3中传 感器32和34另外分别与齿轮24和26相关联。传感器28、30、32和34与控制 器36通信连接，所述控制器36接收齿轮20、22、24和26与相应的传感器28、 30、32和34交互作用产生的信号。