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原文传递力平衡传感器及用于其的方法

专利名称：	力平衡传感器及用于其的方法
摘要：	本发明涉及力平衡传感器及用于其的方法。一种力平衡传感器(100)包括机械应变放大系统(130)，所述机械应变放大系统包括：传感器扭转构件(110)，所述传感器扭转构件具有沿着所述传感器扭转构件(110)的纵向轴线(110LA)彼此间隔开的第一端(110a)和第二端(110b)；至少一个应变传感器(120)，所述至少一个应变传感器在所述第一端(110a)和所述第二端(110b)之间联接至所述传感器扭转构件(110)；联接至所述传感器扭转构件(110)的所述第一端(110a)的第一扭转加强构件(131)；以及联接至所述传感器扭转构件(110)的所述第二端(110b)的第二扭转加强构件(132)，其中所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)联接至抗扭构件(1002T)。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	波音公司
发明人：	M·T·福克斯;E·A·豪威尔;J·M·罗切
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201811570111.0
公开号：	CN110077574A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	徐敏刚;王小东
分类号：	B64C9/00(2006.01);B;B64;B64C;B64C9
申请人地址：	美国伊利诺伊州
主权项：	1.一种力平衡传感器(100)，所述力平衡传感器包括：机械应变放大系统(130)，所述机械应变放大系统包括：传感器扭转构件(110)，所述传感器扭转构件具有沿着所述传感器扭转构件(110)的纵向轴线(110LA)彼此间隔开的第一端(110a)和第二端(110b)；至少一个应变传感器(120)，所述至少一个应变传感器在所述第一端(110a)和所述第二端(110b)之间联接至所述传感器扭转构件(110)；联接至所述传感器扭转构件(110)的所述第一端(110a)的第一扭转加强构件(131)；以及联接至所述传感器扭转构件(110)的所述第二端(110b)的第二扭转加强构件(132)，其中所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)联接至抗扭构件(1002T)。 2.根据权利要求1所述的力平衡传感器(100)，其中借助所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)将转矩从所述抗扭构件(1002T)传递至所述传感器扭转构件(110)，以机械地增加由所述至少一个应变传感器(120)感测的应变。 3.根据权利要求1所述的力平衡传感器(100)，其中所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)在所述机械应变放大系统(130)的长度之上增加所述抗扭构件(1002T)的抗扭刚度，其中由于施加在所述抗扭构件(1002T)的相反两端(1002E1/1002E2)的差动扭转力导致的、布置在所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)之间的所述传感器扭转构件(110)的扭曲在所述机械应变放大系统(130)的所述长度之上相对于所述抗扭构件(1002T)的扭曲增加，以机械地增加由所述至少一个应变传感器(120)感测的应变。 4.根据权利要求1所述的力平衡传感器(100)，其中各所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)均包括：扭力杆(134)，所述扭力杆具有沿机械应变放大系统(130)纵向轴线(110LA)彼此分开的第一扭力杆端(134E1)和第二扭力杆端(134E2)；以及第一扭力杆端联接构件(136)，所述第一扭力杆端联接构件布置在所述第一扭力杆端(134E1)处并被构造成将所述第一扭力杆端(134E1)固定地联接至所述抗扭构件(1002T)；其中所述第二扭力杆端(134E2)被构造成固定地联接至所述传感器扭转构件(110)。 5.根据权利要求1所述的力平衡传感器(100)，所述力平衡传感器进一步包括联接至所述至少一个应变传感器(120)的至少一个信号放大器(150)。 6.根据权利要求1所述的力平衡传感器(100)，所述力平衡传感器进一步包括联接至所述至少一个应变传感器(120)的控制器(170)，所述控制器(170)被构造成基于从所述至少一个应变传感器(120)接收的传感器信号而确定所述传感器扭转构件(110)的所述第一端(110a)和所述第二端(110b)之间的扭转位移。 7.根据权利要求1所述的力平衡传感器(100)，其中使由所述至少一个应变传感器(120)感测的应变机械地增加，以使由所述至少一个应变传感器(120)感测的所述应变影响来自所述至少一个应变传感器(120)的信号使其高于所述至少一个应变传感器(120)的噪音阈值。 8.一种用于控制飞行器(1000)的控制表面(1002)的方法，所述方法包括：通过控制器(170)致动第一致动器(1010)和第二致动器(1020)，以使所述控制表面(1002)相对于机身(1001)绕抗扭构件(1002T)的纵向轴线(110LA)枢转，其中所述抗扭构件(1002T)将所述控制表面(1002)的控制表面框架枢转地联接至所述机身(1001)，并且所述第一致动器(1001)和所述第二致动器(1002)在所述抗扭构件(1002T)的相应相反两端处联接至所述抗扭构件(1002T)以使所述控制表面(1002)枢转；通过布置在所述抗扭构件(1002T)的相反两端之间的力平衡传感器(100)感测所述抗扭构件(1002T)上的应变，所述力平衡传感器(100)包括机械应变放大系统(130)，所述机械应变放大系统包括传感器扭转构件(110)、在所述传感器扭转构件(110)的第一端(110a)和第二端(110b)之间联接至所述传感器扭转构件(110)的至少一个应变传感器(120)、联接至所述传感器扭转构件(110)的所述第一端(110a)和所述抗扭构件(1002T)的第一扭转加强构件(131)、以及联接至所述传感器扭转构件(110)的所述第二端(110b)和所述抗扭构件(1002T)的第二扭转加强构件(132)；以及基于由所述至少一个应变传感器(120)感测的机械增加的应变通过所述控制器(170)调整所述第一致动器(1001)和所述第二致动器(1002)中一者或多者的致动。 9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)在所述机械应变放大系统(130)的相应预定纵向长度之上延伸并增加在所述相应预定长度之上所述抗扭构件(1002T)的抗扭刚度，以使由于由所述第一致动器(1001)和所述第二致动器(1002)施加在所述传感器扭转构件(110)的第一端(110a)和第二端(110b)处的差动扭转力导致的、布置在所述第一扭转加强构件(131)和所述第二扭转加强构件(132)之间的所述传感器扭转构件(110)的扭曲在所述机械应变放大系统(130)的所述长度之上相对于所述抗扭构件(1002T)的扭曲增加，以机械地增加由所述至少一个应变传感器(120)感测的应变。 10.根据权利要求8所述的方法，其中使由所述至少一个应变传感器(120)感测的应变机械地增加，以使由所述至少一个应变传感器(120)感测的所述应变影响来自所述至少一个应变传感器(120)的传感器信号使其信号振幅高于所述至少一个应变传感器(120)的噪音阈值。
所属类别：	发明专利