CN108120532A - 轴向旋转式扭力感测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴向旋转式扭力感测器，包括一行星齿轮组(40)沿一中心轴线(C)配置于一入力轴(20)与一出力轴(30)之间，该入力轴形成一切线作用力驱动行星齿轮组中的一内齿轮(405)沿中心轴线的圆周旋转，该内齿轮连接多个条片状的梁部(51)，其中至少一梁部上配置有至少一应变规(60)，所述梁部的一端部(51a)固定，另一端部(51b)分别用于吸收内齿轮所负载的切线作用力而沿所述圆周旋转的方向生成变形，该应变规并感测该变形而生成应变，作为入力轴与出力轴之间的扭力感测数值，以改善传统扭力感测器的感测精确度和灵敏度不足以及径向体积无法有效缩减的问题。

Description

轴向旋转式扭力感测器

技术领域

本发明涉及在旋转驱动机构中搭载应变规的扭力感测技术，特别有关一种轴向旋转式扭力感测器。

背景技术

传统的旋转驱动机构一般会搭载扭力感测元件来检测扭力值的大、小及变化，但在该机构传递扭力的过程中，如何能够精确的感测该扭力值的变化，并且有效缩减扭力感测元件的配置体积，长久以来都是一项棘手的技术课题。

已知，美国专利公告第5172774号、美国专利公告第8302702号、美国专利公开第20100139432号、美国专利公开第20150135856号、中国台湾专利公告第M451316号及中国台湾专利公告第M417320号等案专利中，都共同教示使用一种应变规(strain gauge)作为感测元件，来测量旋转驱动机构中所生成的扭力值变化。

一般常见的应变规，为金属线以单向阵列形式编排而成的金属薄片，其双端分别具有能和应变规信号处理模块连接用的接脚；应用时，可将应变规固定于旋转驱动机构中受力后会产生应变的机械元件上，当应变规跟随应变中的机械元件产生形变时，即可通过应变规的电阻阻值变化反应出所述机械元件的应变，进而感测旋转驱动机构中的扭力值大、小及变化。

然而，由于上述专利揭示的扭力感测结构及其应变规的搭载位置，所能感测到经由扭力转变成应变的效果并不理想，同时还存在扭力感测结构体积过大的问题。

例如美国公告第5172774号专利教示将多个应变规直接配置于一个会传递扭力的齿轮所形成的多个剪蹼(shear web)上，所述剪蹼虽然能沿齿轮的径向蹼面上传导负载而产生剪蹼的应变，但其感测的应变除了正向的应变的外还有剪应变，导致剪蹼所生成的应变无法充分代表齿轮的扭力值变化，因而丧失扭力感测的真实性及精确性，或是需求配置更多方向的应变规以感应正向应变及剪切方向应变，迫使其成本及复杂度相对提升；此外，剪蹼上搭载应变规的位置与齿轮轴心之间的径向间距必须够大，才有助于感测出较明显的正向应变及剪应变，但却因此造成结构的径向体积不易缩减的困扰。

另外，例如美国专利公开第20100139432号揭示一个固定于器壳上且用来枢接扭力轴的传感器(transducer)，该传感器呈圆盘状具有一枢接扭力轴的中心轮毂(hub)，轮毂周边延伸形成有环圈的盘面状的蹼部(web)，并以该蹼部作为上述的载体材料而搭载至少一应变规，以感测扭力轴的扭力变化；然而由于该蹼部是形成为环圈的盘面状，较难以集中式传导经由扭力转换形成的作用力，换言之，蹼部受到扭力传导所生成的应变将分散至环圈状蹼部的整个面域，因而减少了应变规所能生成形变量，乃至于也相对减损了扭力感测的真实性及精确性；此外，采用蹼部搭载应变规的结构设计仍然存在径向体积无法缩减的困扰。

再如美国专利公告第8302702号揭示将应变规镶嵌于一框形的扭力传递元件(torque transferring element)的径向边肋平面上，该扭力传递元件的中心连结一环齿轮，利用该应变规来感测环齿轮的扭力；然而，其搭载有应变规的扭力传递元件(torquetransferring element)的边肋平面与环齿轮的轴心之间是通过扭力传递元件周边的边肋来传导作用力，使得该应变规镶嵌位置遭弯曲力矩作用，但是，由边肋所生成的弯曲力矩来感测扭力变化的真实性及精确性较为薄弱；而且，扭力传递元件的边肋同样存在有加大结构体的径向体积的问题。

又如美国公开第20150135856号专利揭示了一种轮座型的力/力矩感测器(forcetorque sensor)，用以对系统运动碰到阻碍时瞬间所生成的力或扭力进行侦测，一般作为安全防护使用。该力/力矩感测器中心同样形成有轴接转动元件用的轮毂，力/力矩感测器的径向周边还形成有框边(rim)，该轮毂的四周与框边之间的径向位置还分别形成多个桁梁(beam)，且各径向桁梁的四周端面上可分别固定应变规，利用各桁梁将所接受的负荷导引成对梁的弯曲负荷而产生拉伸作用力或压缩作用力或剪力，以便于梁面上的应变规能感测桁梁上所生成的应变，进而检知力、力矩值的变化。但是，此专利并没有进一步揭示所述桁梁是如何来将所接受负荷导引成拉力或/及压力或剪力的具体技术，也因此必须于各桁梁的四周端面上固设应变规，来增加其测量值的精度，但却因此而造成应变规应用数量上的浪费及应力结构的复杂度；而且，所述桁梁也存在加大结构体径向体积的问题。

此外，例如中国台湾专利公告第M451316号及中国台湾专利公告第M417320号分别揭示在曲柄轴上设置一套筒，该套筒的表面贴附有一应变规，用以测量套筒在受到扭力作用时所产生的应变量，并将测量到的应变量转换成一应变信号，以控制电动马达输出动力。其中使用套筒搭载应变规的设计虽然可达缩减结构体径向体积的效果，但是，由于其应变规是搭载于运动件(套筒)上，所以必须搭配能源传输元件，如变压器等及信号无线传输元件；当此等配件安装于运动件(套筒)时又增加了配置空间，以致更加大了结构体。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在改善传统搭载有应变规的扭力感测结构，其感测精确度和灵敏度不足以及径向体积无法有效缩减的问题。

为了实现上述目的并解决问题，本发明应用了扭力感测盘于其轴向形成的梁部受力时会生成变形的特性，并可搭载应变规来精确且灵敏的感测应用元件或设备的扭力变化，并需设计该扭力感测盘的梁部的配置位置，来克服应用元件或设备的径向体积无法有效缩减的问题。

为此，本发明一较佳的技术方案是提供一种轴向旋转式扭力感测器，包括：一入力轴与一出力轴，沿一中心轴线间隔配置；一行星齿轮组，沿中心轴线配置于入力轴与出力轴之间，该入力轴轴接行星齿轮组中的一太阳齿轮，该出力轴经由一行星盘而连接行星齿轮组中的多个行星齿轮，该行星齿轮组中的一内齿轮连接一扭力感测盘，该扭力感测盘具有多个平行于中心轴线的条片状的梁部，所述梁部的相对侧分别形成一平行于中心轴线的径向的端面，所述二端面的其中至少一端面上配置有至少一应变规；其中，该入力轴经由行星齿轮组带动出力轴转动，并形成一切线作用力驱动内齿轮沿中心轴线的圆周旋转，该扭力感测盘的梁部吸收内齿轮所负载的切线作用力而沿所述圆周旋转的方向生成变形，该应变规并感测该变形而生成应变，作为入力轴与出力轴之间的扭力感测数值。

在进一步实施中，上述技术方案还包括：

该扭力感测盘包含一固定座及一旋动座，所述梁部坐落于固定座及旋动座之间。其中该扭力感测盘由固定座、梁部及旋动座一体成型所构成。

所述梁部由固定座延伸形成，所述梁部的远离固定座的一端组设于旋动座上。

该固定座及旋动座的中心分别设有一通孔，该入力轴穿伸通过所述通孔而轴接太阳齿轮。其中该入力轴枢接于固定座及旋动座的至少其中之一。

所述配置有应变规的梁部，其应变规的配置数量为二，且所述二应变规相对贴合于梁部的两个对应端面上。

该行星齿轮组包括：一第一阶行星齿轮组及一第二阶行星齿轮组；该入力轴轴接第一阶行星齿轮组中的一第一阶太阳齿轮，该第一阶行星齿轮组中的一第一阶行星盘枢置有多个啮合连接于第一阶太阳齿轮的四周的第一阶行星齿轮组中的第一阶行星齿轮，该第一阶行星齿轮组中的一第一阶内齿轮连接扭力感测盘；该第二阶行星齿轮组中的一第二阶太阳齿轮轴接于第一阶行星盘的中心，该出力轴经由第二阶行星齿轮组中的一第二阶行星盘而连接多个啮合连接于第二阶太阳齿轮的四周的第二阶行星齿轮组中的第二阶行星齿轮，所述第一阶行星齿轮及第二阶行星齿轮分别与第一阶内齿轮相啮合连接。该第二阶行星盘由出力轴所延伸形成。该入力轴的轴接对象与出力轴的连接对象互换。

该行星盘由出力轴所延伸形成。其中该入力轴的轴接对象与出力轴的连接对象互换。

根据上述技术方案，本发明的技术效果在于：

1.经由内齿轮负载入力轴所传递的切线作用力，并且充分的将该负载传导成扳动梁部产生变形的作用力，使所述梁部生成变形，进而使所述应变规随之生成形变，以提升应变规感测扭力的灵敏度。

2.应用条片状的梁部来搭载应变规，可使梁部的一端部于受力扳动状态下较为灵敏的生成变形，进而提升应变规感测扭力的灵敏度。

3.令梁部沿入力轴的轴向相互平行配置，而非沿入力轴的径向配置，可有效缩减应用元件或设备或扭力感测器的径向体积。

以上所述装置的技术手段及其产生效能的具体实施细节，请参照下列实施例及图式加以说明。

附图说明

图1是本发明的第一种实施例的立体分解图；

图2是图1组合后的横断面剖示图；

图3是图2的A-A断面剖示图；

图4是图2的B-B断面剖示图；

图5是图1中部分构件的立体组合图；

图6是图3中行星齿轮组生成的作用力的解说图；

图7是梁部受到旋动座带动而弯曲变形的示意图；

图8a及图8b分别是梁部的前视图及侧视图；

图9及图10分别是扭力感测盘的相异构造的立体图；

图11是应变规的电路配置示意图；

图12是本发明的第二种实施例的剖示图。

附图标记说明：10-器壳；11-螺丝；20-入力轴；21、31-轴承；22、32-端部；30-出力轴；40-行星齿轮组；401-太阳齿轮；402-行星齿轮；403、413、423-行星齿轮轴；404-行星盘；405-内齿轮；41-第一阶行星齿轮组；411-第一阶太阳齿轮；412-第一阶行星齿轮；414-第一阶行星盘；415-第一阶内齿轮；416-凹槽；42-第二阶行星齿轮组；421-第二阶太阳齿轮；422-第二阶行星齿轮；424-第二阶行星盘；50-扭力感测盘；51-梁部；51a-第一端部；51b-第二端部；51c-第一端面；51d-第二端面；52-固定座；521、531-通孔；53-旋动座；532-凸块；533-挡柱；54-底座；55-轴承固定座；60-应变规；70-电桥；71-仪表放大器；72-整流器；73-数值控制单元；80-驱动马达；81-驱动轴；90-工具接头；C-中心轴线；D-径向线。

具体实施方式

首先，请合并参阅图1至图4，揭示出本发明所提供的扭力感测装置的第一种实施例态样，说明该扭力感测装置包括有一入力轴20、一出力轴30、一行星齿轮组、一扭力感测盘50与一应变规60。其中：

如图1及图2所示，该入力轴20与出力轴30是沿一中心轴线C间隔配置，该行星齿轮组是沿中心轴线C配置于入力轴20与出力轴30之间，且该行星齿轮组、入力轴20及出力轴30是容置于一器壳10内，该器壳10在实施上是作为整个装置体的固定端，用以枢接该入力轴20及出力轴30。进一步的说，该入力轴20及出力轴30可分别经由轴承21、31而枢设于器壳10内，并使入力轴20及出力轴30的一端部22、32分别突伸至器壳10外；该器壳10组设有一驱动马达80，所述组设包含以嵌、扣、锁等机械配置手段使的结合成一体，进而使得驱动马达80的驱动轴81能轴接该入力轴20，用以驱动入力轴20转动；该出力轴30在实施上轴接有一工具接头90，用以衔接并输出扭力驱动例如是电动起子等工具旋转。

上述行星齿轮组与入力轴20、出力轴30之间的具体配置细节，请进一步搭配图3所示，该入力轴20及出力轴30是通过行星齿轮组而相互连动。所述行星齿轮组在实施上包含第一阶行星齿轮组41与第二阶行星齿轮组42，其中，该入力轴20的一端部22突伸至器壳10外，并使入力轴20的另一端部延伸至器壳10内而轴接第一阶行星齿轮组41中的第一阶太阳齿轮411。

该第一阶太阳齿轮411啮合连接有多个第一阶行星齿轮组41中的第一阶行星齿轮412，所述多个第一阶行星齿轮412是枢设于第一阶行星齿轮组41中的第一阶行星盘414上，该第一阶行星齿轮组41中的第一阶内齿轮415是围绕于第一阶太阳齿轮411及第一阶行星齿轮412的周围，该第一阶行星齿轮412是分别与第一阶太阳齿轮411及第一阶内齿轮415相啮合连接。

进一步的说，上述的第一阶行星齿轮412在实施上是经由行星齿轮轴413而枢置于第一阶行星盘414的一侧，该第二阶行星齿轮组42中的第二阶太阳齿轮421是轴接于该第一阶行星盘414的另一侧的中心，该出力轴30是经由第二阶行星齿轮组42中的第二阶行星盘424而连接多个啮合连接于第二阶太阳齿轮421的四周的第二阶行星齿轮组42中的第二阶行星齿轮422，该第二阶行星齿轮422在实施上是经由行星齿轮轴423而枢置于第二阶行星盘424上。该第二阶行星齿轮422与第一阶行星齿轮412在实施上是分别与第一阶内齿轮415相啮合连接。该第二阶行星盘424在实施上是由出力轴30所延伸形成，也就是说该出力轴30与第二阶行星盘424是同轴一体延制形成；除此之外，将入力轴20与出力轴30的轴接对象互换，也即，使入力轴20轴接第二阶行星盘424，出力轴30轴接第一阶太阳齿轮411，也是本发明所思及的应用范畴，以便能轻易变换入力至出力的驱动对象与顺序。

请配合图1及图2，说明该第一阶内齿轮415在实施上与扭力感测盘50相连接，该扭力感测盘50具有多个平行于中心轴线C的梁部51、一固定座52及一旋动座53，该固定座52与旋动座53是各自独立的沿着所述中心轴线C而间隔配置，所述梁部51是坐落于固定座52与旋动座53之间；所述梁部51都呈条片状或板片状的形体，且其中至少一梁部51的片体上必须配置有至少一应变规60；在此，所述至少一梁部51意指多个梁部51之中只要有一或一以上梁部51的片体上粘贴应变规60即可，且粘贴应变规60的梁部51，其应变规60的粘贴数量可为一片或两片；当单一梁部51上粘贴的应变规60数量为二时，所述二应变规60可以相对的贴合于该梁部51的片体相对侧的第一端面51c及第二端面51d上，所述第一端面51c及第二端面51d是平行于中心轴线C的径向。所述梁部51可由例如是碳钢等金属制成的条片状形体，使梁部51的各个区段均可呈现出相同的断面，以传导作用力而在其所用金属材料的强度容许范围内生成应变，因而作为应变规60的载体。

由于各梁部51都具有一第一端部51a及一第二端部51b；其中，该第一端部51a必须固定，该第二端部51b用于吸收第一阶内齿轮415所负载的切线作用力。进一步的说，所述梁部51被固定的第一端部51a系固接于固定座52上，所述梁部51在实施上是由固定座52所延伸形成，该固定座52组设于一底座54上，该底座54是以螺丝11锁组的方式固定于器壳10内，以便作为整个装置体的固定端，所述梁部51用于吸收第一阶内齿轮415所负载的切线作用力的第二端部51b可滑动地或者是固定地组设于旋动座53上，。

请配合图1及图2，说明该扭力感测盘50是经由旋动座53而与第一阶内齿轮415相连接，使第一阶内齿轮415在受到第一阶行星齿轮412与第二阶行星齿轮422驱动时，能进一步带动旋动座53沿所述中心轴线C自转。进一步的说，该旋动座53能以紧密配合的方式植入第一阶内齿轮415中而使二者连接为一体(如图9所示)；或者，该旋动座53的一端延伸形成有多个凸块532，该第一阶内齿轮415的一端凹陷形成有多个与凸块532相对应的凹槽416，该旋动座53与第一阶内齿轮415凭借凸块532与凹槽416的结合而连接为一体(如图10所示)。

此外，该固定座52与旋动座53的中心分别形成有通孔521、531供入力轴20穿伸通过，而使固定座52与旋动座53分别沿中心轴线C对称配置在入力轴20上，且该入力轴20是穿伸通过固定座52与旋动座53的通孔521、531而轴接第一阶太阳齿轮411。进一步的说，所述梁部51分别是配置于固定座52与旋动座53之间，而使所述梁部51分别坐落于中心轴线C的径向线D上(如图4所示)，在本发明中，所述梁部51只数量为二。此外，该固定座52与旋动座53之间还设有一轴承固定座55，上述轴承21的其中之一是组设于轴承固定座55内，如此维持入力轴20转动时的稳定性。

请合并参阅图5及图6，说明当作为入力端使用的第一阶太阳齿轮411以顺时针方向转动时，会带动第一阶行星齿轮412以逆时针方向转动，并带动第一阶行星盘414以顺时针方向转动，接着，第二阶太阳齿轮421经由第一阶行星盘414的带动而以顺时针方向转动，并带动第二阶行星齿轮422以逆时针方向转动，所述第二阶行星齿轮422带动作为出力端使用的第二阶行星盘424以顺时针方向转动而输出动力。

由于第二阶行星盘424必须克服外界的扭力负载T1，第一阶太阳齿轮411会输入扭力T2，且T2乘以减速比所得的扭力须克服T1而达到平衡，并在第一阶内齿轮415上形成扭力负载T3。依此，得知：

T3＝T1×(λ/(1+λ)) 式(1)

T2＝T3×(λ/(1+λ)) 式(2)

其中，λ为第一阶太阳齿轮411与第一阶内齿轮415的齿数比(λ＝第一阶太阳齿轮411的齿数/第一阶内齿轮415的齿数)。

请再次参阅图5及图6，说明该第一阶太阳齿轮411与第一阶行星齿轮412及第二阶太阳齿轮421与第二阶行星齿轮422的相啮接触点分别形成一切线作用力F2，该第一阶内齿轮415与第一阶行星齿轮412及第二阶行星齿轮422的相啮接触点分别形成一切线作用力F1，所述切线作用力F1与F2相互平行。根据转动力矩平衡定理∑M_x＝0，可知：M＝0＝F1×r-F2×r，F＝F1+F2，所以F1＝F2＝F/2，因此，所述切线作用力的总合(F1+F2)即会生成一反作用力F，该反作用力F经由行星齿轮轴413、423分别驱动第一阶行星盘414与第二阶行星盘424旋转。

请参阅图7，说明所述梁部51的第一端部51a都各自固定于固定座52上，而且所述梁部51的第二端部51b都能以滑动方式浮动接触于旋动座53。如此配置下，当旋动座53因第一阶内齿轮415传递的切线作用力F1微量自转而带动所述梁部51时，由于各梁部51的第一端部51a已经固定不动，相对的，各梁部51的第二端部51b经由旋动座53形成的微量自转而跟着产生微量的移动，进而使得各梁部51都生成变形，并使各梁部51的第一端面51c受到拉力以及第二端面51d受到压力，此刻，以贴附方式搭载于其中至少一梁部51上的至少一片应变规60便能同步的受到弯曲变形的作用而生成应变，以作为入力轴20与出力轴30之间的扭力感测数值。此外，必须说明的是，所述梁部51的第二端部51b若是以固定方式结合于旋动座53，该第二端部51b已非浮动接触旋动座53，因此，当旋动座53微量转动而使第二端部51b跟着移动时，如此状态下，应变规60同样的能够受到变形作用而生成应变。

请合并参阅图8a、图8b及图11，说明当旋动座53因第一阶内齿轮415传递切线作用力F1而带动梁部51，因梁部51的第一端部51a是经由固定座52而固定于器壳10内，所以梁部51会因旋动座53转动而发生弯曲变型，所以梁部51一侧受压力一侧受拉力。当应变规60粘贴于梁部51的两侧，可以使用电桥70公式精确且灵敏的感测电阻值的变化量。

设定二梁部51的相对距离为a，数量为N，宽度为b与厚度为h时，单一梁部51的受力F’：

F’＝2×T3/(a×N) 式(3)

当应变规60的中心与受力点(也就是第二端部51b)的距离为L时，则应变规60感应的应力值为σ＝6×F’×L/(b×h²)，而应变ε为：

ε＝6×F’×L/(E×bh²) 式(4)

其中，应变规60所在L处位置是考量组装的方便性与其能产生最大的变形量而决定，例如应变规60在梁部51上的贴合位置，可以相对地较为接近固定座52并且相对地较为远离旋动座53，以便于生成较大的应变而有助于更灵敏的取得精确的扭力测量值。

上述电桥70的公式如下式(5)：

其中，V_in为电源供应端的输入电压，V_ab为b点电压V_b至a点电压V_a之间的电压差，R₁、R₂、R₃、R₄分别为固定于梁部51上的电阻，当应变规60受到收缩或伸张力时，其电阻值R₁、R₂、R₃与R₄会产生变化，电阻R₂与R₃在受力时阻值变化量为-ΔR，电阻R₁与R₄在受力时阻值变化量为ΔR，因此令电阻值为R₂＝R₃＝R-ΔR与R₁＝R₄＝R+ΔR并带入上述的式(5)，可得到下式(6)：

V_ab通过仪表放大器71的放大G倍后，可计算得到下式(7)的输出电压V_o：

V_o＝G×V_ab 式(7)

从梁部51受到扭力作用后生成的应变的关系，可得应变与输出电压的关系：

V_o＝G×GF×ε×V_in 式(8)

其中，GF为应变系数。上述输出电压V_o经整流器72整流后，供应至一数值控制单元(MCU)73，以便根据该输出电压V_o的变化数值作为上述梁部51受到扭力作用后生成的应变，进而转换暨计算成入力轴20与第一内齿轮415之间精确的扭力感测数值。

应变规60的使用数量上，使用四片应变规为两片应变规变化量的两倍，并约为一片应变规变化量的四倍。因此，在本发明中，应变规60的配置数量愈多，可转换取得的扭力感测数值会愈灵敏。但是，应变规60的配置数量并非因此而受限于4片。

请配合图9及图10，说明由上述可知，该扭力感测盘50中的梁部51是由固定座52所延伸形成，所述梁部51用于吸收第一阶内齿轮415的切线作用力F1的第二端部51b能以滑动或者是固定的方式连接旋动座53；如图9所示，该旋动座53设有多个挡柱533，所述挡柱533的数量为所述梁部51的配置数量的二倍，所述挡柱533分别坐落于梁部51的双侧，令梁部51滑动的配置于二挡柱533之间，该旋动座53经由挡柱533固定梁部51，使旋动座53转动时能带动梁部51，使梁部51生成弯曲变形；如图10所示，该扭力感测盘50可由固定座52、旋动座53及梁部51为一体制成，如此使旋动座53转动时能带动梁部51，令梁部51生成变形。

请参阅图12，说明本发明提供第二种实施例所揭示的轴向旋转式扭力感测器，其与上述第一种实施例的差异的处在于：本实施例中的行星齿轮组为单一行星齿轮组40，其中，该入力轴20延伸至器壳10内的一端轴接行星齿轮组40中的太阳齿轮401，该出力轴30是经由行星齿轮组40中的行星盘404而连接多个啮合连接于太阳齿轮401的四周的行星齿轮组40中的行星齿轮402，该行星齿轮组40中的内齿轮405是围绕于太阳齿轮401及行星齿轮402的周围，该太阳齿轮401及内齿轮405是分别与行星齿轮402相啮合连接。进一步的说，该行星齿轮402在实施上是经由行星齿轮轴403而枢置于行星盘404上。该行星盘404在实施上是由出力轴30所延伸形成，也就是说该出力轴30与行星盘404是同轴一体延制形成；除此之外，将入力轴20与出力轴30的轴接对象互换，也即，使入力轴20轴接行星盘404，出力轴30轴接太阳齿轮401，也是本发明所思及的应用范畴，以便能轻易变换入力至出力的驱动对象与顺序。

根据以上实施例的说明，本发明利用条片状梁部51一端部于受力扳动状态下能较为灵敏的产生变形，而使所述应变规60随之生成形变，是具体可行的，而且还能提升感测扭力的精度。此外，令所述梁部51分别与入力轴20轴向相互平行配置，而非沿入力轴20的径向配置，也确实能够有效缩减应用元件或设备或扭力感测器的径向体积，乃至于能够对背景技术作出贡献。

然而，必须说明的是，以上实施例仅为表达了本发明的较佳具体实施方式而已，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。因此，本发明应以申请专利范围中限定的请求项内容为准。

Claims (12)

1.一种轴向旋转式扭力感测器，其特征是包括：

一入力轴与一出力轴，沿一中心轴线间隔配置；

一行星齿轮组，沿中心轴线配置于入力轴与出力轴之间，该入力轴轴接行星齿轮组中的一太阳齿轮，该出力轴经由一行星盘而连接行星齿轮组中的多个行星齿轮，该行星齿轮组中的一内齿轮连接一扭力感测盘，该扭力感测盘具有多个平行于中心轴线的条片状的梁部，所述梁部的相对侧分别形成一平行于中心轴线的径向的端面，两个所述端面的其中至少一端面上配置有至少一应变规；

其中，该入力轴经由行星齿轮组带动出力轴转动，并形成一切线作用力驱动内齿轮沿中心轴线的圆周旋转，该扭力感测盘的梁部吸收内齿轮所负载的切线作用力而沿所述圆周旋转的方向生成变形，该应变规并感测该变形而生成应变，作为入力轴与出力轴之间的扭力感测数值。

2.根据权利要求1所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该扭力感测盘包含一固定座及一旋动座，所述梁部坐落于固定座及旋动座之间。

3.根据权利要求2所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该扭力感测盘由固定座、梁部及旋动座一体成型所构成。

4.根据权利要求2所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：所述梁部由固定座延伸形成，所述梁部的远离固定座的一端组设于旋动座上。

5.根据权利要求2所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该固定座及旋动座的中心分别设有一通孔，该入力轴穿伸通过所述通孔而轴接太阳齿轮。

6.根据权利要求5所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该入力轴枢接于固定座及旋动座的至少其中之一。

7.根据权利要求1或5所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：所述配置有应变规的梁部，其应变规的配置数量为二，且两个所述应变规相对贴合于梁部的两个对应端面上。

8.根据权利要求1所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于，该行星齿轮组包括：

一第一阶行星齿轮组，该入力轴轴接第一阶行星齿轮组中的一第一阶太阳齿轮，该第一阶行星齿轮组中的一第一阶行星盘枢置有多个啮合连接于第一阶太阳齿轮的四周的第一阶行星齿轮组中的第一阶行星齿轮，该第一阶行星齿轮组中的一第一阶内齿轮连接扭力感测盘；及

一第二阶行星齿轮组，该第二阶行星齿轮组中的一第二阶太阳齿轮轴接于第一阶行星盘的中心，该出力轴经由第二阶行星齿轮组中的一第二阶行星盘而连接多个啮合连接于第二阶太阳齿轮的四周的第二阶行星齿轮组中的第二阶行星齿轮，所述第一阶行星齿轮及第二阶行星齿轮分别与第一阶内齿轮相啮合连接。

9.根据权利要求8所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该第二阶行星盘由出力轴所延伸形成。

10.根据权利要求8所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该入力轴的轴接对象与出力轴的连接对象互换。

11.根据权利要求1所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该行星盘由出力轴所延伸形成。

12.根据权利要求11所述的轴向旋转式扭力感测器，其特征在于：该入力轴的轴接对象与出力轴的连接对象互换。