专利名称：可同时检测速度与扭力的检知装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可同时检测速度与扭力的检知装置，特别涉及一种轴运转机构于旋转运态下利用最小的动态损失而可检测出速度与扭力的检知装置。
常见的轴运转机构，为运用心轴以人力或是马达带动搭配相关的机构达到所需的作用目的，且相当多的机构运用于工业上的生产，或是机械的传动，为求得生产上的顺利，所需要的轴运转机构必须为一稳定的状态，因此如何控制保持速度与扭力为所需的数值，为一相当重要的课题，但一般运转中的轴运转机构，于运转中所能测得仅为速度值，若要于运转中同时测得扭力值，将是一件相当不容易的事，为此，一般需用到轴运转机构如纸卷卷纸器、车辆、电动脚踏车或是冲床的轴向动力，皆需使动力保持在一定值上以维持运转的顺畅性，且运转中的速度值与扭力值上不断的变动，如纸卷卷扬器为使卷收的纸于途中不能断裂，拉力的控制相当重要，但以往为保持卷纸不断裂，仅可由速度上判别加以控制，若测得速度过快时，直接控制该机构停止，且其体积相当庞大，结构相当复杂，控制的方式也不顺畅，于产业上利用性仍会因上述诸多限制无法提高。
于是，本创作人有鉴于前述的缺失，遂潜心钻研，终于研创出本实用新型；并因设计完成后，确有制成成品并实地作试验证实可行。
本实用新型的主要目的，提供一种可同时检测速度与扭力的检知装置。
本实用新型的目的可以按照下述实现本实用新型检知装置由盘体、二检测盘体、弹簧座、弹簧体、感应器及读取显示器所组成；并以盘体为一动力输出盘，而盘体具有相当的厚度，中央为一轴孔，并自盘面向内凹陷一圆型凹槽，凹槽周缘突出延伸出数个偏斜一角度的缺槽，另在各缺槽内分设一调整槽，之后再将二检测盘体的外检测盘锁设于盘体上，成为一力量输出端；而另一内检测盘则锁设于弹簧座，且弹簧座为一环形块体，中央同样为一轴孔，其上再分别开设数个长型槽，供弹簧体的一端插设，另一端则凸伸于弹簧座外，再将弹簧座及弹簧体套入于盘体的圆型凹槽内，凸伸的弹簧体与外盘上调整槽的调节螺栓形成抵靠，成为一力量输入端，再以轴杆串组全部的组件，且力量的输入端与力量输出端以弹簧体作为传导的介质，而感应器则装置于二检测盘体的顶面，并与读取显示器连接；当动力由轴杆带动弹簧座使内检测盘转动，而内检测盘与外检测盘上的齿部互为对正且并未锁设在一起，进而扭动弹簧体达一定角度后，使内检测盘与外检测盘产生小角度的位移形成位差，弹簧体变形所产生的弹力大于所负载的重力时，输入端与输出端始会同时旋转，而当负载为0时，输入端又归回原来的相对位置，感应器则因二检测盘体的遮蔽与通透时间的百分比率，而可同步读取出旋转速度值与扭力值，达到于旋转动态、动力损失最小及噪音最小的情况下，测出速度与扭力值的目的，亦为本新型的主要特征。
本新型弹簧体插设于弹簧座的长型槽内，上段凸伸位在盘体的缺槽内，抵靠住位在调整槽内的调节螺栓，而调节螺栓可在调整槽内上下移行变换位置，以改变扭力设定值的大小，于轴向运转时，弹簧体所可向前移动的最大角度仅3度左右，向后复归时则由缺槽挡卡，由两检测盘所测得齿部所产生的位差相当小，但欲可由感应器测得齿位的变动将其传输至读取显示器中，成为由图形所构成的方形波及数值，以测得速度值与扭力值的目的，为本实用新型的另一特征。
本新型由感应器检测出的光波传输至读取显示器后转换为方型波及数值，当检测片复归后(即扭力为0，无阻力时)，旋转所产生的高位(HIGH)/低位(LOW)的比值维持在50％∶50％，此时若于轴杆上施力或是力量输出的另一端有阻力发生，使两检测片间再次形成差动，速度的高/低比值由原先的数值改变为48％∶52％，愈大时其比值相差愈大，而透过比值差异则可快速又正确算出扭力值与速度，达到以最简易且非接触性、并于动态中检测出速度与扭力值的装置，即读取显示器所显示的方型波，为动态中所测得，当检测片复归后(即扭力为0，无阻力时)，高位时间与低位时间的比值维持在某一特定比例，当扭力增加时，高位的时间缩短，低位的时间增加，高位时间与低位时间的时间百分比会产生变化，高位的时间和低位的时间总合即为运转的速度，感应器所测得的高位时间与低位时间的相差百分比值，即可视为弹簧扭曲的角度值，再将此值乘以该弹簧的弹性系数，则得到扭力值。
本新型具有成本低廉、动能损失低、噪音小、结构简单、易装置的特性。
本新型读取显示器检知被检测盘的遮蔽与通过时间的总值及百分比差异量，即得知速度与扭力的方法，将两被检测盘同时旋转时，感应器所测得的高电位时间与低电位时间的相差百分比值，即可视为弹簧扭曲的角度值，再将此值乘以该弹簧的弹性系数，则得到扭力值，达到判别扭力值的目的，为其特征。
以下，兹再就本实用新型的结构特征暨操作等项，以配合
的方式，详列记述于后，谨提供参阅。其中，说明所引述附图，分别指图1为本实用新型的分解图。
图2为本实用新型的立体分解图。
图3为本实用新型弹簧体于缺槽内的示意图。
图3A为本实用新型检测片动作的位移图。
图4为本实用新型的波形示意图。
图5是本实用新型的第一实施方式的立体分解图。
图5A是第一实施方式的侧视剖面图。
图6为本实用新型的第二实施方式的结构剖面图。
图7为本实用新型用于车辆刹车系统的结构剖面图。
首先，请参阅图1、2所示，一种可同时检测速度与扭力的检知装置，主要由盘体1、二检测盘体2、弹簧座3、弹簧体4、感应器5及读取显示器6所构成；其中盘体1，具有相当的厚度，中央为一轴孔11，并自盘面向内凹陷一圆型凹槽12，凹槽12的周缘突出延伸出数个偏斜一角度的缺槽13，另在各缺槽13内分设一调整槽131，调整槽内为一调节螺栓1311，该调节螺栓锁设于一限位片1312上，限位片1312上另设一开口1313供弹簧体4的另端插设，之后再将二检测盘体2的外检测盘21锁设于盘体1上，成为一力量输出端；二检测盘体2；同样由一外检测盘21与一内检测盘22所构成，两检测盘21、22周缘为锯齿状的齿片，而外检测片21是锁设于盘体1上，内检测片22则锁设于一弹簧座3上；弹簧座3，其上圆周缘间隔适当距离开设数个长型槽31，中央为一轴孔32，供一弹簧体4插设后凸伸出弹簧座3外；弹簧体4，为一弹性体，插设于长型槽31内；感应器5；装设于二检测盘体2的上方，用以读取遮蔽时间与通过时间的百分比率；读取显示器6；将感应器所读取方型波计算其速度时间，换算为扭力大小值，做设定的操作控制；由上述的结构，将弹簧体4连同内检测盘22置入盘体1的圆型凹槽12内，凸伸的弹簧体4上段则与盘体1上调整槽131的调节螺栓1311形成抵靠，并限位于缺槽12内；而双片式盘体1与外检测盘21合为一力量输出机构，而弹簧座3与内检测盘22结合为一力量输入机构，再以轴杆7串组全部的组件，而感应器5则装置于二检测盘体2的顶面，并与读取显示器6连接，当以动力由轴杆7带动弹簧座3使内检测盘22转动，而内检测盘21与外检测盘22上的齿部互为对正且并未锁设在一起，进而扭动弹簧体4达一定角度后，使内检测盘22与外检测盘21产生小角度的位移形成位差，弹簧体4变形所产生的弹力大于所负载的重力时，两输入机构始会同时旋转，以达到利用二检测盘体21、22的遮蔽与通透时间的百分比率，而可同步读取出旋转速度值与扭力值，达到于旋转动态、动力损失最小及噪音最小的情况下，测出速度与扭力值的目的，并具有成本低廉、结构简单、易装置的特性。
再者，请参阅图3所示，其中，该弹簧体4插设于弹簧座3的长型槽31内，上段凸伸限位在盘体1的缺槽13内，抵靠住位在盘体1调整槽131内的调节螺栓1311，而调节螺栓1311可在调整槽131内上下移行变换位置，以改变扭力设定值的大小，于轴向运转时，弹簧体4所可向前移动的最大角度仅3度左右，向后复归时则由盘体1的缺槽13挡卡，由两检测片21、22所测得齿部所产生的位差相当小(如图3A所示)，但欲可由感应器5测得齿位的变动将遮蔽时间与通透时间传输至读取显示器6中，形成由图形所构成的方波，达到测得速度值与扭力值的目的。
继续，请参阅图4所示，其中，由感应器5检测出的方波传输至读取显示器6的被计算其遮蔽(Low)时间与通透(High)时间的百分比率，当检测片21、22复归后(即扭力为0时)，其速度的High-Low比值的比值维持在50％∶50％，此时若于轴杆上旋力或力量输入端有阻力或负载时，使两检测片21、22再次形成差动，速度的比值由原先的数值改变为48％∶52％，扭力愈大时其High-Low比率相差愈大，而其最大可输出的速度比值可达1％∶99％，其比率值与装置的不同大小弹簧弹力系数值则可换算成扭力值。
又，请继续参阅图5、图5A所示，该装置运用于电动脚踏车上时，盘体1的后方为一承座14，承座14后方嵌套一护盖15，承座14与盘体1间以一大轴承16相靠设，盘体1中央轴孔11周缘开设数道弧形槽沟17，而弹簧座3的中央为一棘轮座33，周缘间隔适当距离开设数个长型槽31，同样供弹簧体4插设，背端为与弧形槽沟17相配合的弧形凸块34，嵌套入弧形槽沟17后凸出于盘体1的背端，之后再将外检测盘21锁设于弧形凸块34上，而内检测盘22则锁设在盘体1上，并使二检测盘体2互为对正，弹簧座3中央的棘轮座33，则供一T字状的棘轮8配合棘爪81套入弹簧座3内，始成为一单向机构，并续行套入盘体1的轴孔11内，套入前另行以一小轴承82嵌套于两者间，由此将两者架高，最后再由外盘G覆盖，中央再以一具螺牙的轴杆7自中央穿设后锁固，再将脚踏车的齿轮盘H锁于最外层供链条跨置，使其将组装于承座上的模组化结构套入于车架的五通管I内；动作时，同样以弹簧体4作为介质，进而扭动弹簧体4达一定角度后，由弹簧体4变形的角度，使内检测盘22与外检测盘21产生小角度的位移而形成位差，弹簧体4变形所产生的弹力大于所负载的重力时，弹簧座3便会带动盘体1同时旋转，当检测盘21、22由感应器5检测出扭力不足的情况下，由感应器5将讯号传送至读取显示器6，再由单向分离减速机马达9将不足的扭力经由齿轮91传给盘体1补足一相对的力，带动盘体1使脚踏车转动，此时棘爪81与棘轮8啮合的状况脱离，避免因单向分离减速马达9带动踏板转动所会发生的危险，使踩踏车于不同角度所施的力量与产生的扭力皆不相同的情况下，仍可达到动力平顺输出的效果，由结构简化的方式，将组装于承座上的模组化结构套入于车架的五通管内，不仅在装配上更加快速，且无需调校，结构上更加强化的目的。
且，请参阅图6所示，本实用新型可适用于各种轴运转机构，而可将两检测盘21、22分别装设于动力输入轴A与动力输出轴B的相接设处，感应器5同样装置于两检测盘21、22的上端，弹簧体4则可视情况装置在输入轴A与输出轴B之间，以使弹簧片体扭动达一定角度后，而在力量大于所负载的重力时，带动输出轴B转动，达到相同的检测及动力传导目的，达到以最简易且非接触性、并于动态中检测出速度与扭力值的装置。
另外，该项结构亦可用于车辆的轮壳上(如图7所示)，作为车轮的防煞车锁死系统，将外检测盘21锁设于车辆动力输出的轮轴C的轴承D上，再将内检测盘22锁设于与轴承D相结合的刹车碟E上，刹车碟E上设一插槽E1，供弹簧体4插设，另端则与轮壳F抵触，而刹车碟E套于轴承D上，当车辆行进的状态下，刹车系统的刹车片动作将刹车碟E夹住，而在夹住的一瞬间使两检测片动作，利用感应器5将遮蔽时间与通透时间传输至控制器上，则可立即得知各轮制动扭力与转速，再将讯号传给控制器使刹车片使四轮皆能平衡、稳定收放，产生制动的效果，以达到防止煞车锁死的效果，与现有的电子式ABS的高单价相比较，不仅成本大幅的减少，且结构相形简化，操控性能优越，具有绝佳的产业利用性。
综上所述，本实用新型确为一于旋转动态中、动力损失最小、噪音最小的情况下，而能测出速度与扭力数值，为以往所从未有者，确实具有实用效益及具有结构创新。
权利要求1.一种可同时检测速度与扭力的检知装置，由盘体、二检测盘体、弹簧座、弹簧体、感应器及读取显示器所组成；其特征在于盘体中央为一轴孔，并自盘面向内凹陷一圆型凹槽，凹槽周缘突出延伸出数个偏斜一角度的缺槽，另在各缺槽内分设一调整槽，二检测盘体作为一力量输出端的外检测盘锁设于盘体上；而另一内检测盘则锁设于弹簧座，且弹簧座为一环形块体，中央同样为一轴孔，其上再分别开设数个长型槽，供弹簧体的一端插设，另一端则凸伸于弹簧座外，再将弹簧座及弹簧体套入于盘体的圆型凹槽内，凸伸的弹簧体与外盘上调整槽的调节螺栓形成抵靠构成一力量输入端，再以轴杆串组全部的组件，且力量的输入端与力量输出端以弹簧体作为传导的介质，而感应器则装置于二检测盘体的顶面，并与读取显示器连接；当动力由轴杆带动弹簧座使内检测盘转动，而内检测盘与外检测盘上的齿部互为对正且并未锁设在一起。
2.如权利要求1所述的一种可同时检测速度与扭力的检知装置；其特征在于弹簧体插设于弹簧座的长型槽内，上段凸伸位在盘体的缺槽内，抵靠住位在调整槽内的调节螺栓。
专利摘要本实用新型一种可同时检测速度与扭力的检知装置,针对轴运转机构于旋转运态下利用最小的动态损失而可检测出速度与扭力的检知装置,主要特征由盘体、二检测盘体、弹簧座、弹簧体、感应器及读取显示器所组成;本实用新型确为一于旋转动态中、动力损失最小、噪音最小的情况下,而能测出速度与扭力数值,为以往所从未有者,确实具有实用效益及具有结构创新。
文档编号G01P3/02GK2331957SQ9721626
公开日1999年8月4日 申请日期1997年6月2日 优先权日1997年6月2日
发明者张新宗 申请人:张新宗