[发明专利]扭矩传感器装置

说明书

本发明提供了一种扭矩传感器装置，所述扭矩传感器装置被布置在输入轴与输出轴之间以通过所述输入轴与所述输出轴之间的相对旋转位移来感测所述输入轴与所述输出轴之间的扭矩，所述扭矩传感器装置包括：壳体，所述壳体包含所述输入轴的端部和所述输出轴的端部并被布置在固定位置中以能够相对于所述输入轴和所述输出轴旋转；被包含和布置在所述壳体中的磁体单元，所述磁体单元包括磁体环，所述磁体环连接到所述输入轴和所述输出轴二者中的一者的一端并被包含和布置在所述壳体中以能够在所述壳体内侧旋转；收集器单元，所述收集器单元被固定地定位在所述壳体上并布置在所述磁体单元的外侧，以聚集所述磁体单元的磁场；感测单元，所述感测单元包括扭矩传感器，所述扭矩传感器布置在所述收集器单元的外周侧上以感测经由所述收集器单元聚集的所述磁场；以及屏蔽环单元，所述屏蔽环单元用于借助所述输入轴与所述输出轴之间的相对旋转来改变经由所述收集器单元聚集的所述磁体单元的所述磁场。

技术领域

本发明涉及一种扭矩传感器，更具体地，本发明涉及一种用于检测施加到包括输入轴和输出轴的轴的扭矩的扭矩传感器。

背景技术

一般而言，在车辆行驶或停止期间，与路面接触的车轮根据方向盘的旋转而旋转。换句话说，当方向盘向左或向右旋转时，车轮在与方向盘的旋转方向相同的方向上旋转。然而，因为车轮与路面接触，可能存在的问题是，由于在车轮与路面之间产生的摩擦，方向盘和车轮的旋转量彼此不同。出于该原因，驾驶员需要较大的力来操纵方向盘。

车辆包括作为转向力辅助装置的动力转向(PS)系统。在动力转向系统中，使用电动马达的EPS方案的覆盖范围已扩展到在现实生活中使用的客车中。

出于动力辅助的目的，动力转向系统设置有扭矩传感器，该扭矩传感器测量连接到方向盘的输入轴侧与连接到车轮的输出轴侧之间的旋转角度的偏差，以便检测两轴之间的扭矩负载。

扭矩传感器主要分为接触型和非接触型。因为接触型带来的问题在于，生成了噪声并降低了耐久性，近来非接触型是优选的。另外，非接触型扭矩传感器被粗略分类为磁阻检测型、磁变形检测型、电容检测型和光检测型。

同时，设置在电动动力转向系统中的常规磁阻检测型扭矩传感器包括：输入轴，其上端联接到由驾驶员操纵的方向盘；以及输出轴，其上端经由扭杆联接到输入轴的下端。输出轴的下端连接到车轮。输入轴的包括扭杆的下端和输出轴的上端被壳体覆盖，容纳在壳体中的是上述扭矩传感器和动力部件。在这种情况下，输入轴包括永磁体，其中磁极以规则的间隔交替布置。另外，输出轴设置有具有齿轮结构的检测环，齿轮结构的极性的数量对应于永磁体的极性的数量并且由铁磁性物质制成，铁磁性物质能生成由包括在输入轴中的永磁体引起的磁感应。检测环被构建成使得用于检测磁性的传感器连接到检测环。在这种情况下，设置在输入轴处的永磁体与设置在输出轴处的齿轮结构的检测环之间的相对扭转引起永磁体和检测环彼此面对的面积的变化。

因此，检测环中的磁通量是变化的，并且磁通量的变化由传感器检测，使得能检测出输出轴相对于输入轴的扭转角度。

然而，常规非接触型扭矩传感器遇到的问题是，需要过多数量的组成元件并且使组装过程复杂，从而导致错误操作和制造成本的可能性增加，并且由于过多数量的组成元件而暴露出与扭矩传感器的耐用周期相关联的问题。

发明内容

技术问题

因此，已作出本发明来解决现有技术中发生的上述问题，并且本发明的目的是提供一种扭矩传感器，该扭矩传感器能用简单的结构制造，能增加灵敏度和检测可靠性，并且能降低制造成本。

技术方案