[发明专利]测量扭矩的方法和系统

说明书

本申请是申请日为2004年8月27日的、国家申请号为200480024956.X的、发明名称为“测量扭矩的方法和系统”(国际申请日为2004年8月27日、国际申请号为PCT/US2004/028120)的原申请的分案申请。

交叉引用

本申请要求于2003年8月29日申请的美国专利第60/4199号的权利并在此引用其内容。

本申请依据由美国国防部授权的合同(F135 F-35JointStrikeFighter)享受政府支持。美国政府对本发明享有一定的权利。

发明领域

本发明涉及用于监控及测量扭矩的方法和系统。更具体而言，本发明涉及用于测量旋转驱动轴系统中的扭矩的方法/系统，特别是测量与具有固定机翼的空中飞行工具的推进系统相联接的旋转驱动轴的扭矩。

背景技术

需要一种系统和方法来准确、经济地测量高速转轴系统中的扭矩。需要一种经济可行的方法来动态测量转轴系统中的扭矩。需要一种可靠的系统和方法来测量安装在空中飞行工具推进系统中的旋转驱动轴的扭矩，该空中飞行工具具有固定机翼并能够紧急垂直升降，例如用于监控诸如具有固定机翼的、能够紧急垂直升降的空中飞行工具的旋转驱动轴推进系统的挠性联接。

发明内容

本发明包括测量扭矩的方法。本方法包括提供具有目标图形的第一转盘A及具有目标图形的第二转盘B。本方法包括提供具有至少三个传感器的第一传感器组，包括第一盘第一传感器(1A)，第一盘第二传感器(2A)，及第一盘第三传感器(3A)。该具有至少三个传感器的第一传感器组用于检测第一转盘目标图形，该至少三个传感器环绕第一转盘固定并包围第一转盘。本方法包括提供具有至少三个传感器的第二传感器组，包括第二盘第一传感器(1B)，第二盘第二传感器(2B)，及第二盘第三传感器(3B)，具有至少三个传感器的第二传感器组用于检测第二转盘目标图形，该至少三个传感器环绕第二转盘固定并包围第二转盘。本方法包括利用具有至少三个传感器的第一传感器组和具有至少三个传感器的第二传感器组检测第一转盘相对于第二转盘的表观扭转，并根据测得的表观扭转确定实际扭转角度。

本发明包括一个扭矩测量系统。该扭矩测量系统包括绕第一转盘中心z-轴旋转的第一转盘(A)；第一盘在x-y平面延伸；第一转盘(A)具有目标图形。该扭矩测量系统包括绕第二转盘中心z-轴旋转的第二转盘(B)；第二盘在x-y平面延伸；第二转盘(B)具有目标图形。该扭矩测量系统包括一个以传感器支架参考z轴为中心将其环绕的传感器支架，该传感器支架环绕第一转盘和第二转盘，包括第一盘第一传感器(1A)、第一盘第二传感器(2A)和第一盘第三传感器(3A)；所述三个传感器环绕第一转盘固定并将其包围，并且定位成用于检测第一转盘目标图形。该传感器支架包括第二盘第一传感器(1B)、第二盘第二传感器(2B)和第二盘第三传感器(3B)；所述三个传感器环绕第二转盘固定并将其包围，并且定位成用于检测第二转盘目标图形。第一盘第一传感器(1A)与第二盘第一传感器(1B)相邻放置；第一盘第二传感器(2A)与第二盘第二传感器(2B)相邻放置；第一盘第三传感器(3A)与第二盘第三传感器(3B)相邻放置。所述传感器定位成用于检测第一转盘中心z-轴相对于传感器支架参考z-轴的Δx偏移量和Δy偏移量以及第二转盘中心z-轴相对于传感器支架参考z-轴的Δx偏移量和Δy偏移量，从而确定第一转盘(A)与第二转盘(B)之间的实际扭转角度θ_twist。