8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

1/8

US 20060137473A1

1 2 ) Patent Application Publication 1 0 ) P u b . N o . : US 2 0 0 6 / 0 1 3 7 4 7 3 A 11 9 ) United S t a t e sWan t a l . 4 3 ) P u b . D a t e : Jun. 2 9 , 2006

5 4 ) REDUCED AXIAL MOVEMENT ERROR N ATORQUE SENSING SYSTEM

( 7 5 ) I n v e n t o r s : Hong W a n , P l y m o u t h , MN U S ) ;M i c h a e l L . F r e e m a n , W o o d b u r y , MNU S ) ; Chuck H . Von B e c k , M e s a , AZU s )

C o r r e s p o n d e n c e A d d r e s s :HONEYWELL INTERNATIONAL NC.101 COLUMBIA ROADP 0 BOX 245MORRISTOWN, NJ 0 7 9 6 2 - 2 2 4 5 U S )

( 7 3 ) A s s i g n e e : H o n e y w e l l I n t e r n a t i o n a l I n c . , M o r r i st o W n , NJ

( 2 1 ) A p p l . N o . : 1 1 / 0 2 3 , 0 7 52 2 ) F i l e d : D e c . 2 7 , 2 0 0 4

30

1 2

P u b l i c a t i o n C l a s s i ? c at i o n5 1 ) I n t . C l .

G01L 3 / 1 0 2 0 0 6 . 0 1 )5 2 ) Us. r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..73/862.331( 5 7 ) ABSTRACTA n i m p r o v e d t o r q u e s e n si n g a r r a n g e m e n t i n c l u d e s a magn e t o e l a s t i c r i n g on a r o t a t a b l e s h a f t , along With tWo o r morem a g n e t i c ? e l d s e n s o r s . The r i n g h a s a t l e a s t tWo m a g n e t i cb a n d s m a g n e t i z e d i n o p p o s i t e di r e c t i on s t o p r o d u c e a t l e a s tt W o m a g n e t i c ? e l d s . A l t e r n a t i v e l y , t h e r o t a t a b l e s h a f t c o u l db e m a g n e t i z e d i n t o b a n d s , e l i m i n a t i n g t h e n e e d f o r a magn e t o e l a s t i c r i n g . The m a g n e t i c ? e l d s e n s o r s a r e p o s i t i o n e dn e x t t o , b u t n o t c o n t a c t i n g , t h e b a n d s , and can be u s e d t omeasure h e ? e l d s t r e n g t h , Which can be c o n v e r t e d t o t o r q u e .The s e n s o r s a r e p r e f e r a b l y p o s i t i o n e d t o e i t h e r s i d e o f t h ep e a k a x i a l m a g n e t i c ? e l d s t r e n g t h a r e a s o f t h e b a n d s , o n eo f f s e t from h e c e n t e r of one band i n a ? r s t d i r e c t i o n and h eo t h e r o f f s e t from t h e c e n t e r of t h e o t h e r band i n a secondd i r e c t i o n o p p o s i t e t h e ? r s t d i r e c t i o n , t h e r e b y l i m i t i n g t h ea v e r a g e c h a n g e i n t h e r e a d i n g When t h e ? e l d s move u n d e rt h e s h a f t .

1 0

1 4

8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

2/8

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J u n . 2 9 , 2006 S h e e t 1 0 f 4 US 2 0 0 6 / 0 1 3 7 4 7 3 A 1

F i g . 1( P r i o r A r t )

8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

3/8

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J u n . 2 9 , 2006 S h e e t 2 o f 4 US 2 0 0 6 / 0 1 3 7 4 7 3 A 1F i g u r e 1A

( P r i o r A r t )

. . . . . . . . - - - . _ - . - . - . . . . . - . . . . - . - - - . . . - - - - . >

F i g u r e 2( P r i o r A r t )

H

8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

4/8

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J u n . 2 9 , 2006 S h e e t 3 0 f 4 US 2 0 0 6 / 0 1 3 7 4 7 3 A 1

F i g . 3

30

8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

5/8

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J u n . 2 9 , 2006 S h e e t 4 0 f 4 US 2 0 0 6 / 0 1 3 7 4 7 3 A 1

F i g u r e 3A

3 1 32

H 1 H 2

F i g u r e 4

3 1 32

8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

6/8

US 006/0137473 A 1

REDUCED AXIAL MOV M NTERROR N ATORQUE SENSING SYSTEMGOVERNMENT RIGHTS

[ 0 0 0 1 ] The U n i t e d S t a t e s Government h a s a c q u i r e d c e rt a i n r i g h t s i n t h i s i n v e n t i o n p u r s u a n t t o C o n t r a c t N o .DMHl0 03 9 000l a w a r d e d by t h e US. D e p a r t m e n t o f t h eA r m y .

BACKGROUND OF THE INVENTION[ 0 0 0 2 ][ 0 0 0 3 ] T h i s i n v e n t i o n r e l a t e s t o t h e ? e l d o f u s i n g m a g n e t i cs e n s o r s t o measure torque a p p l i e d t o a r o t a t a b l e s h a f t . Morep a r t i c u l a r l y , t h e i n v e n t i o n r e l a t e s t o t h e p a r t i c u l a r p l a c e m e n to f m a g n e t i c t o r q u e s e n s o r s i n r e l a t i o n t o m a g n e t i c ? e l dbands o reduce t h e a x i a l movement r r o r i n a t o r q u e s y s t e m .[ 0 0 0 4 ] 2 . D e s c r i p t i o n o f t h e R e l a t e d A r t[ 0 0 0 5 ] I n o n t r o l o f s y s t e m s h a v i n g r o t a t a b l e d riv e s h a f t s ,t o r q u e and s p e e d a r e t h e f u n d a m e n t a l p a r a m e t e r s o f n t e r e s t .The s e n s i n g and measurement o f t o r q u e i n an a c c u r a t e ,r e l i a b l e , a n d i n e x p e n s i v e manner a s b e e n a p r i m a r y o b j e ct i v e o f W o r k e rs f o r s e v e r a l d e c a d e s . E x a m p l e s o f a p p l i c at i o n s i n Which i n e x p e n s i v e t o r q u e s e n s i n g d e v i c e s a r e u s e di n c l u d e e l e c t r i c poWer s t e e r i n g s y s t e m s , r o t a t i n g s h a f t s i nm a c h i n e r y , a n d o t h e r s . I n s u c h e n v i r o n m e n t s , t h e t o r q u es e n s i n g d e v i c e s a r e t y p i c a l l y r e q u i r e d t o make l o W - e r r o rc o n t i n u o u s t o r q u e m e a s u r e m e n t s o v e r e x t e n d e d t i m e p e r io d s , d es p ite s e v e r e o p e r a t i n g c o n d i t i o n s .[ 0 0 0 6 ] FIGS. 1 and 1 A shoW a t y p i c a l s y s t e m f o r meas u r i n g t h e t o r q u e a p p l i e d t o a r o t a t a b l e s h a f t u s i n g nonc o n t a c t magnetic ?eld s e n s o r s . The s e n s o r s a r e p o s i t i o n e da p p r o x i m a t e l y d i r e c t l y o v e r t h e p e a k a x i a l s t r e n g t h a r e a o fe a c h band o f m a g n e t i c ? c l d . H o w e v e r , t h e s h a f t may h a v ea x i a l movement due t o i t s ? o a t i n g d e s i g n o r t h e f o r c ea p p l i e d . T h i s c o n ? g u r a t i o n i s v e r y s u s c e p t i b l e t o a n y a x i a l ,o r l e f t and i g h t , p h y s i c a l movement o f t h e s h a f t . S i n c e t h esum o f t h e s e n s o r r e a d i n g s i n d i c a t e s t h e amount of t o r q u em e a s u r e d , i f t h e ? e l d s c h a n g e a t t h e s e n s o r l o c a t i o n s , d u e tomovement by t h e s h a f t o r r i n g , t h e n b o t h s e n s o r s W i l l be ata p o i n t o f l o W e r a x i a l ? e l d , a s shoWn i n FIG. . The s i g n a lbecomes Weaker and s i n t e r p r e t e d a s a l o s s of o r q u e , Whent h e a c t u a l ? e l d and t o r q u e i s u n c h a n g e d . T h i s c a u s e s ag r e a t e r t e n d e n c y f o r e r r or i n t h e t o r q u e r e a d i n g .

1 . F i e l d o f t h e I n v e n t i o n

[0007] A c c o r d i n g l y , i t i s d e s i r a b l e t o c r e a t e a more accur a t e c o n ? g u r a t i o n f o r t h e m a g n e t i c s e n s o r s t o r e d u c e t h et o r q u e measurement e r r o r due t o t h e p h y s i c a l a x i a l movement o f t h e s h a f t i n t h e s y s t e m .

SUMMARY OF THE INVENTION[ 0 0 0 8 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n m e e t s s h o r t c o m i n g s o f t h eo t h e r t o r q u e s e n s i n g d e v i c e s b y a r r a n g i n g t h e m a g n e t i ctorque s e n s o r s i n a manner t h a t minimiZes t h e amount ofe r r o r i n t h e t o r q u e r e a d i n g .[ 0 0 0 9 ] A a g n e t o e l a s t i c r i n g i s p r e s s - ? t o n t o a r o t a t a b l es h a f t t o Which a t o r q u e may be a p p l i e d . The r i n g h a s ac y l i n d r i c a l s h a p e W i t h tWo m a g n e t i c b a n d s t h a t a r e magnet i Z e d i n o p p o s i t e d i r e c t i o n s . A l t e r n a t i ve l y , t h e r o t a t a b l e s h a f tc o u l d b e m a g n e t i Z e d i n t o b a n d s , e l i m i n a t i n g t h e n e e d f o r am a g n e t o e l a s t i c r i n g . E a c h b a n d h a s a p e a k m a g n e t i c ? e l ds t r e n g t h a l o n g t h e a x i a l d i r e c t i o n n e a r i t s c e n t e r . M a g n e t i c

J u n . 2 9 , 2 0 0 6

s e n s o r s , Which measure t h e ? e l d s t r e n g t h in t h e a x i a l d i r e ct i o n t o d e t e r m i n e t o r q u e , a r e p o s i t i o n e d n e x t t o , b u t n o tc o n t a c t i n g , t h e b a n d s . The s e n s o r s a r e p o s i t i o n e d t o e i t h e rs i d e o f t h e p e a k a x i a l ? e l d s t r e n g t h a r e a s o f t h e b a n d s , oneo f f s e t from h e c e n t e r of one band i n a ? r s t d i r e c t i o n and h eo t h e r o f f s e t from t h e c e n t e r of t h e o t h e r band i n a secondd i r e c t i o n o p p o s i t e t h e ? r s t d i r e c t i o n , t h e r e b y l i m i t i n g t h ea v e r a g e c h a n g e i n t h e r e a d i n g When t h e s h a f t moves i nr e l a t i o n t o t h e s e n s o r s . Upon a x i a l movement o f t h e s h a f tm a g n e t o - e l a s t i c b a n d s ) , one sensor measures a decrease i n?eld s t r e n g t h and t h e o t h e r measures an i n c r e a s e . The tWo? e l d s t r e n g t h measurements a r e combined and a v e r a g e d t oi n d i c a t e t h e t o r q u e b e i n g a p p l i e d t o t h e s h a f t . S i n c e o n es e n so r r e a d i n g i s i n c r e a s i n g a n d t h e o t h e r i s d e c r e a s i n g d u et o a x i a l movement o f t h e s h a f t b u t a c t u a l t o r q u e r e m a i n sc o n s t a n t ) , t h e t o t a l e r r o r from t h e a x i a l movement i s l e s st h a n t y p i c a l t o r q u e s e n s i n g a r r a n g e m e n t s , r e s u l t i n g i n amore accurate system.[ 0 0 1 0 ] A d d i t i o n a l l y , i f t h e s e n s o r s a r e p o s i t i o n e d a t s l o p e sof t h e ? e l d s t h a t a r e chosen i n such a Way h a t t h e sameamount of n c r e a s e o r d e c r e a s e o c c u r s W hen h e p o s i t i o n ofs h a f t b a n d s ) m o v e s , t h e n t h e t o r q u e r e a d i n g i s e s s e n t i a l l yimmune t o t h e a x i a l movement of t h e s h a f t .

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS[ 0 0 1 1 ] FIG. i s a s i m p l i ? e d p i c t o r i a l r e p r e s e n t a t i o n o f ac o n v e n t i o n a l s e n s o r a r r a n g e m e n t .[ 0 0 1 2 ] FIG. 1A s a s c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n of a conv e n t i o n a l s e n s o r a r r a n g e m e n t .[ 0 0 1 3 ] FIG. 2 i s a s c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e conv e n t i o n a l s e n s o r arrangement shoWn n FIG. 1A f t e r underg o i n g a x i a l movement.[ 0 0 1 4 ] F I G . 3 i s a s i m p l i ? e d p i c t o r i a l r e p r e s e n t a t i o n o f t h es e n s o r a r r a n g e m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n .[ 0 0 1 5 ] FIG. 3A s a s c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e s e n s o ra r r a ng e m e n t o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n .[ 0 0 1 6 ] FIG. 4 i s a s c h e m a t i c r e p r e s e n t a t i o n o f t h e s e n s o ra r r a n g e m e n t shoWn i n FIG. 3 A a f t e r u n d e r g o i n g a x i a lmovement.

DETAILED DESCRIPTION OF PRESENTLYPREFERRED EMBODIMENTS

[ 0 0 1 7 ] As shoWn in FIGS. 3 and 3 A , an improved s e n s o ra r r a n g e m e n t 1 0 i n c l u d e s a m a g n e t o e l a s t i c r i n g 1 2 p r e s s - ? to n t o a r o t a t a b l e s h a f t 14 t o Which a t o r q u e ma y be a p p l i e d .The r i n g 1 2 g e n e r a l l y h a s a c y l i n d r i c a l s h a p e W i t h t W om a g n e t i c b a n d s 2 0 t h a t a r e m a g n e t i Z e d i n o p p o s i t e d irect i o n s , p r o d u c i n g m a g n e t i c ? e l d s H1 a n d H 2 . A l t e r n a t i v e l y ,t h e r o t a t a b l e s h a f t 1 4 c o u l d b e m a g n e t iZ e d i n t o b a n d s ,e l i m i n a t i n g t h e n e e d f o r a m a g n e t o e l a s t i c r i n g . M a g n e t i c? e l d s e n s o r s 30 p o s i t i o n e d n e x t t o , b u t n o t c o n t a c t in g , t h eb a n d s 2 0 , c a n be s e d t o measure h e ? e l d s t r e n g t h a l o n g t h ea x i a l d i r e c t i o n , Which can be c o n v e r t e d t o t o r q u e . Thes e n s o r s 30 a r e p o s i t i o n e d to e i t h e r s i d e o f t h e peak x i a l ? e l ds t r e n g t h a r e a s o f t h e b a n d s 20 s o t h a t When t h e m a g n e t i c? e l d s H1 and H2 move d u e t o movement of h e s h a f t 14 o rr i n g 1 2 ) , t h e a v e r a g e c h a n g e i n t h e r e a d i n g i s l i m i t e d . Ones e n s o r , S 1 , h a s s e n s it i v it y i n t h e d i r e c t i o n o f a r r o W 3 1 andi s o f f s e t from t h e c e n t e r o f one band i n a ? r s t d i r e c t i o n , andt h e o t h e r s e n s o r , S 2 , h a s s e n s it i v it y i n t h e d i r e c ti o n o f a r r o W

8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

7/8

US 006/0137473 A 1

32 and s o f f s e t from h e c e n t e r of h e o t h e r band n a seconddi r e c t i on o p p o s i t e t h e ?rst d i r e c t i o n .[ 0 0 1 8 ] I f no t o r q u e i s a p p l i e d , n o ? e l d i s d e t e c t e d o u t s i d et h e r i n g 1 2 . When o r q u e i s a p p l i e d , t h e m a g n e t i z a t i o n o f t h er i n g 1 2 i s r e o r i e n t e d a n d p r o v i d e s a m a g n e t i c ? e l d o u t s i d et h e r i n g 1 2 . The x i a l c o m p o n e n t o f t h e m a g n e t i c ? e l d h a sa maximum a l u e n e a r t h e c e n t e r of each a n d , b u t s i n c e t h et W o b a n d s 2 0 p r o v i d e o p p o s i t e d i r e c t i o n s f o r t h e ? e l d , t h etWo s e n s o r s 30 t h a t r e a d t h e s i g n a l from t h e tWo bands 20can be used t o c a n c e l t h e unWanted s t r a y ? e l d . T h i s common mode e j e c t i o n e n a b l e s a measurement f ? e l d s t r e n g t ht h a t i s p r o p o r t i o n a l t o o n l y t h e a p p l i e d t o r q u e .[ 0 0 1 9 ] Upon n y p h y s i c a l a x i a l movement f t h e s h a f t 1 4 ,and c o n s e q u e n t l y t h e b a n d s 2 0 , t h e s e n s o r s S 1 and S2c h a n g e l o c a t i o n s r e l a t i v e t o t h e s h a f t 1 4 , a n d t h e r e f o r em e a s u r e di ? f e r e n t m a g n e t i c ? e l d s f r o m t h e s h a f t 1 4 b a n d s2 0 ) . S 1 m e a s u r e s a n i n c r e a s e ( o r d e c r e a s e ) i n ? e l d s t r e n g t hand S2 measures a d e c r e a s e o r i n c r e a s e ) . The tWo ? e l ds t r e n g t h measurements a r e combined and a v e r a g e d t o in d ic a t e t h e t o r q u e b e i n g a p p l i e d to t h e s h a f t 1 4 . S i n c e oner e a d i n g i s i n c r e a s i n g a n d t h e o t h e r i s d e c r e a s i n g d u e t o t h ea x i a l movement o f t h e s h a f t 1 4 b u t a c t u a l t o r q u e r e m a i n sc o n s t a n t ) , t h e t o t a l e r r or i s l e s s t h a n t y p i c a l t o r q u e s e n s i n ga r r a n g e m e n t s , r e s u l t i n g i n a more a c c u r a t e s y s t e m .[ 0 0 2 0 ] A d d i t i o n a l l y , i f t h e s e n s o r s 3 0 a r e p o s i t i o n e d a ts l o p e s o f t h e ? e l d s H 1 and H2 h a t a r e chosen i n such a W a yt h a t t h e same amount of i n c r e a s e o r decrease occurs at anyp a r t i c u l a r m o m e n t , t h e n t h e t o r q u e r e a d i n g i s e s s e n t i a l l yimmune t o t h e a x i a l movement.[ 0 0 2 1 ] W h i l e c e r t a i n f e a t u r e s a n d embodiments o f t h ep r e s e n t i n v e n t i o n h a v e b e e n d e s c r i b e d i n d e t a i l h e r e i n , i t i sto be u n d e r s t o o d t h a t t h e i n v e n t i o n encompasses a l l modi? c a t i o n s a n d e n h a n c e m e n t s W i t h i n t h e s c o p e a n d s p i r i t o f t h ef o l l o W i n g c l a i m s .

1 . A a g n e t i c t o r q u e s e n s i n g s y s t e m f o r p r o v i d i n g ar e a d i n g i n d i c a t i v e o f t h e t o r q u e a p p l i e d t o a member a b o u ta n a x i a l l y e x t e n d i n g a x i s o f a r o t a t a b l e s h a f t , t h e s y s t e mc o m p r i s i n g :

a m a g n e t o e l a s t i c r i n g p o s i t i o n e d on h e r o t a t a b l e s h a f t andh a v i n g ? r s t a n d s e c o n d m a g n e t ic ? e l d b a n d s , e a c hp r o d u c i n g a m a g n e t i c ? e l d Wi t h a p e a k ? e l d s t r e n g t hn e a r t h e c e n t e r o f t h e band When o r q u e i s a p p l i e d ; and

? r s t and second a g n e t i c s e n s o r s o p e r a b l e t o measure t h em a g n e t i c ? e l d s o f t h e b a n d s i n t h e r i n g ;

Wherein t h e ? r s t s e n s o r i s p o s i t i o n e d t o one s i d e of t h ec e n t e r of t h e ? r s t band and t h e second s e n s o r i sp o s i t i o n e d t o t h e o t h e r s i d e o f t h e c e n t e r o f t h e s e c o n db a n d , t h e r e b y m i n i m i z i n g e r r o r in t h e s e n s e d t o r q u e .

2 . The system of l a i m 1 Wherein t h e ? r s t s e n s o r i s o f f s e tfrom t h e c e n t e r of t h e ? r s t band i n a ? r s t d i r e c t i o n .

3 . The s y s t e m of c l a i m 1 Wherein t h e second s e n s o r i so f f s e t from t h e c e n t e r o f t h e second band i n a secondd i r e c t i o n , W h e r e i n t h e s e c o n d di r e c t i on i s o p p o s i t e t h e ?rstd i r e c t i o n .

4 . The system of c l a i m 1 Wherein t h e bands a r e magnet i Z e d i n o p p o s i t e d i r e c t i o n s .

5 . The s y s t e m o f c l a i m 1 W h e r e i n t h e r i n g h a s a c y l i n d r i c a ls h a p e a n d i s p r e s s - ? t o n t o t h e s h a f t .

6 . A ethod f o r r e d u c i n g t h e a x i a l movement e r r o r i n at o r q u e s y s t e m c o m p r i s i n g a r i n g p r e s s - ? t o n t o a s h a f t , t h e

J u n . 2 9 , 2 0 0 6

r i n g i n c l u d i n g a ? r s t a n d a s e c o n d m a g n e t i c ? e l d b a n d , t h eb a n d s h a v i n g a p e a k ? e l d s t r e n g t h i n t h e c e n t e r o f e a c h b a n d ,a ? r s t s e n s o r , and a second s e n s o r , t h e method c o m p r i s i n g :

p o s i t i o n i n g t h e ? r s t s e n s o r o f f s e t from t h e c e n t e r o f t h e? r s t band i n a ? r s t d i r e c t i o n ;

p o s i t i o n i n g t h e second s e n s o r o f f s e t from h e c e n t e r o f t h es e c o n d band i n a second d i r e c t i o n , Wherein t h e s e c o n ddi r e c t i on i s o p p o s i t e t h e ? r s t d i r e c t i o n ;

m e a s u r i n g t h e m a g n e t i c ? e l d o f e a ch o f t h e b a n d s W i t h i t sr e s p e c t i v e s e n s o r ;

d e t e r m i n i n g a t o t a l m a g n e t i c ? e l d f r o m t h e m e a s u r e dm a g n e t i c ? e l d s o f t h e ?rst a n d s e c o n d b a n d s ; a n d

c o n v e r t i n g t h e t o t a l m a g n e t i c ? e l d i n t o t o r q u e t o o b t a i n a ni n i t i a l t o r q u e f o r t h e s y s t e m .

7 . The method o f c l a im 6 , f u r t h e r c o m p r i s i n g :m e a s u r i n g t h e m a g n e t i c ? e l d o f e ac h o f t h e b a n d s a f t e ra x i a l movement o f t h e r i n g h a s o c c u r r e d ;d e t e r m i n i n g a t o t a l m a g n e t i c ? e l d f r o m t h e m e a s u r e d

m a g n e t i c ? e l d s o f t h e ? r s t a n d s e c o n d b a n d s a f t e r a x i a lmovement o f t h e r i n g h a s o c c u r r e d ; a n d

c o n v e r t i n g t h e t o t a l m a g n e t i c ? e l d i n t o t o r q u e t o o b t a i n a? n a l t o r q u e f o r t h e s y s t e m , t h e ? n a l t o t a l t o r q u e b e i n ga p p r o x i m a t e l y e q u a l t o t h e i n i t i a l t o r q u e .

8 . A a g n e t i c t o r q u e s e n s i n g s y s t e m f o r p r o v i d i n g ar e a d i n g i n d i c a t i v e o f t h e t o r q u e a p p l i e d t o a member a b o u ta n a x i a l l y e x t e n d i n g a x i s o f a r o t a t a b l e s h a f t , t h e s y s t e mc o m p r i s i n g :

a m a g n e t o e l a s t i c r i n g p r e s s - ? t o n t o t h e s h a f t ;t h e r i n g h a v i n g a c y l i n d r i c a l s h a p e W i t h ? r s t a n d s e c o n dm a g n e t i c ? e l d b a n d s m a g n e t i Z e d i n o p p o s i t e d i r e c t i o n s ;t h e m a g n e t i c ? e l d b a n d s e a c h h a v i n g a p e a k ? e l d s t r e n g t h

n e a r t h e c e n t e r o f t h e b a n d ; and? r s t and second magnetic s e n s o r s o p e r a b l e t o measure h e

m a g n e t i c ? e l d s o f t h e b a n d s i n t h e r i n g ;Wherein t h e ? r s t s e n s o r i s p o s i t i o n e d t o one s i d e of t h e

c e n t e r o f t h e band and t h e second s e n s o r i s p o s i t i o n e dto t h e o t h e r s i d e of h e c e n t e r of h e band t o minimiZet h e e r r o r i n t h e t o r q u e r e a d i n g .

9 . The system of l a i m 8 Wherein t h e ? r s t s e n s o r i s o f f s e tfrom t h e c e n t e r of t h e ? r s t band i n a ? r s t d i r e c t i o n .

1 0 . The system of c l a i m 8 Wherein t h e second s e n s o r i so f f s e t from t h e c e n t e r o f t h e second band i n a secondd i r e c t i o n , W h e r e i n t h e s e c o n d di r e c t i on i s o p p o s i t e t h e ?rstd i r e c t i o n .

1 1 . A a g n e t i c t o r q u e s e n s i n g s y s t e m f o r p r o v i d i n g ar e a d i n g i n d i c a t i v e o f t h e t o r q u e a p p l i e d t o a member a b o u ta n a x i a l l y e x t e n d i n g a x i s o f a r o t a t a b l e s h a f t , t h e s y s t e mc o m p r i s i n g :

t h e r o t a t a b l e s h a f t h a v i n g ? r s t a n d s e c o n d m a g n e t i c ? e l db a n d s , e a c h p r o d u c i n g a m a g n e t i c ? e l d W it h a p e a k? e l d s t r e n g t h n e a r t h e c e n t e r o f t h e band When t o r q u ei s a p p l i e d ; a n d

? r s t and second magnetic s e n s o r s o p e r a b l e t o measure h em a g n e t i c ? e l d s o f t h e b a n d s ;

8/12/2019 Reduced axial movement error in a torque-sensing system - Hong Wan, Michael Freeman, Chuck Von Beck

8/8

US 006/0137473 A 1

wherein t h e ? r s t s e n s o r i s p o s i t i o n e d t o one s i d e of t h ec e n t e r of t h e ? r s t band and t h e second s e n s o r i sp o s i t i o n e d t o t h e o t h e r s i d e o f t h e c e n t e r o f t h e s e c o n dh a n d , t h e r e b y m i n i m i z i n g e r r or i n t h e s e n s e d t o r q u eW h e n t h e s h a f t moves i n an a x i a l d i r e c t i o n .

1 2 . The system of c l a i m 1 1 Wherein t h e ? r s t s e n s o r i so ? s e t from t h e c e n t e r o f t h e ? r s t band i n a ? r s t d i r e c t i o n .

J u n . 2 9 , 2 0 0 6

1 3 . The system of l a i m 1 1 Wherein t h e second s e n s o r i so ? s e t from t h e c e n t e r o f t h e second hand i n a secondd i r e c t i o n , W h e r e i n t h e s e c o n d di r e c t i on i s o p p o s i t e t h e ?rstd i r e c t i o n .

1 4 . The system of c l a i m 1 1 Wherein t h e bands a r e m a gn e t i Z e d in o p p o s i t e d i r e c t i o n s .* * * * *