[发明专利]非接触式传感器

说明书

技术领域

本发明属于车辆转向系统，具体涉及电动助力转向系统中的一种力矩传感器。

技术背景

传感器是汽车电子控制系统中关键部件之一。在发动机、底盘和车身三部分的控制系统中都有广泛应用。一辆乘用车上目前约有十几到近百个传感器，所以未来汽车将成为传感器的最大应用市场。

汽车所使用的传感器不仅数量大而且品种多。为了更好的满足使用要求，目前还在不断地开发新型汽车用传感器。要求这些传感器能适合大批量生产、耐震、耐水、耐热、工作可靠稳定性良好、结构简单、尺寸小、质量轻、便于安装、除此之外传感器的测定范围、精度、灵敏度、分辨力应符合要求以及传感器的互换性、使用寿命和经济性都应达到较高水平。

力矩传感器分为非接触式和接触式两种。一种已经在汽车电动助力转向上得到应用的接触式力矩传感器，因存在有结构复杂、螺旋滚道加工困难和所需设备昂贵、而且因工作时有接触磨损使寿命缩短、磨损后还会导致传感器的灵敏度降低等原因将淡出市场。

发明内容

针对现有技术中存在的以上缺陷，本发明提供一种结构简单、制造容易、灵敏度高和工作时没有接触磨损、使用寿命长的非接触式力矩传感器结构。

本发明采用的技术方案如下：一种非接触式传感器，包括输入轴、输出轴、镶嵌件、屏蔽罩、电感检测线圈：输入轴套接在输出轴上，输出轴中空，内设有扭杆，扭杆的一端固定在输入轴上，另一端固定在输出轴上；镶嵌件固定在输入轴或输出轴的任一轴上，屏蔽罩固定在剩下的任一轴上，镶嵌件外部安装有屏蔽罩，屏蔽罩外部设置有固定在减速器端盖上的电感检测线圈；镶嵌件的外表面设有均布的若干个键齿，屏蔽罩上开设有与镶嵌件上的键齿相配合的窗口。

本发明的非接触式传感器，镶嵌件为两个，用镶嵌方式固定在轴上；各镶嵌件的结构尺寸相同，两个镶嵌件的键齿在周向相互对称错开。

本发明的非接触式传感器，电感检测线圈为两个，其中一个作为补偿线圈。

本发明的非接触式传感器，镶嵌件用导磁体材料制作。

本发明的非接触式传感器，镶嵌件上的键齿为矩形键齿。

本发明具有以下优点：

(1)由于镶嵌件采用导磁体材料制作，其灵敏度得到明显提高。

(2)使用本发明的传感器，各元器件几乎没有接触磨损，使用寿命长。

(3)本发明传感器采用镶嵌式结构，使与之相关的各结构件结构简单、工艺性良好、制造容易。

(4)本发明传感器的输出轴结构简单，不需要购置昂贵的加工设备。

附图说明：

图1为本发明实施例的结构装配图；

图2为本发明实施例的导磁体镶嵌件的构造图；

图3为本发明实施例的导磁体镶嵌件安装后的位置关系示意图；

图4为本发明实施例的屏蔽罩构造图；

图5为图1中的A—A剖面图；

图6为图1中的B—B剖面图；

图7为本发明实施例的转向盘在中间位置时的使用状态图；

图8为本发明实施例的转向盘向右转时的使用状态图；

图9为本发明实施例的转向盘向左转时的使用状态图；

图10为本发明实施例的电路原理图。

具体实施例：

如图1、2、3所示，本发明的非接触式力矩传感器装置包括输入轴1，屏蔽罩2、上电感检测线圈3、下电感检测线圈4、输出轴5、销钉6和销钉10、扭杆7以及上导磁体镶嵌件9和下导磁体镶嵌件8。

其中，输入轴1右端的内孔按直径大小不同分为三级，在最小也是最深的内孔中插入扭杆7并经销钉10使之相互固定成为一体。在输入轴1最大的内孔处装有输出轴5，输出轴5的芯部是通孔，内装扭杆7。扭杆7的右端通过销钉6与输出轴5固定为一体。

输出轴5左侧靠近输入轴1的地方，安装有上导磁体镶嵌件9和下导磁体镶嵌件8。导磁体镶嵌件8、9用镶嵌方式固定安装在输出轴5上。两导磁体镶嵌件8、9的外观结构如图2所示，它们的表面有8条均布的矩形键齿。装配到输出轴5上时两导磁体镶嵌件之间的矩形键齿在周向相互对称错开，见图3所示。导磁体镶嵌件的外部安装有屏蔽罩2，屏蔽罩2左侧的末端固定在输入轴1的环形槽内。实际使用时，只要使镶嵌件和屏蔽罩固定在不同的轴上即可。所以可以将导磁体镶嵌件9和下导磁体镶嵌件8安装在输入轴1上，对应的屏蔽罩2末端固定在输出轴5上。