一種轉矩傳感器的製作方法
2023-10-16 23:34:14 1
專利名稱：一種轉矩傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種轉矩傳感器，特別涉及一種將汽車轉向過程中因扭力作用產生的扭矩進行傳感的傳感器。
背景技術：
轉矩傳感器是EPS (Electronic Power Steering)系統的一個組成部分，儘管不同的汽車其EPS系統的結構部件有所不同，但各個組成部件還是大體雷同的，EPS系統主要利用電動機產生的動力協助駕車者進行動力的轉向，因此，轉矩傳感器就是其中必不可少的部件。EPS系統所用的轉矩傳感器可分為接觸式和非接觸式，主要利用扭軸把轉矩轉換成扭應力或扭轉角，再轉換成與轉矩成一定關係的電信號，通過傳感器進行傳送。扭軸的形式有實心軸、空心軸、矩形軸等。現有的應用於汽車上的轉矩傳感器大部分為接觸式傳感器，雖然結構簡單，製造方便，但因使用導電滑環，振動頻率較低，不適於高速旋轉體和扭軸振動較大的場合使用； 同時由於測量軸和滑環之間的摩擦還容易產生測量誤差，測量精度不能得到有效保障。
發明內容
本發明的目的是公開一種轉矩傳感器，以解決現有的轉矩傳感器測量精度不高的缺陷。為了實現以上目的，本發明所述的轉矩傳感器，包括外殼、兩組感應線圈和隔磁套，外殼呈內部中空的圓筒狀，兩組感應線圈相互平行且隔離的套裝在外殼內，隔磁套套裝在外殼的最內層，隔磁套與兩組感應線圈對應的位置分別設置有兩組感應埠，兩組感應埠均由相互獨立的數個感應口以一定的間隔沿感應線圈的感應面平鋪排列，兩組感應埠中的感應口沿隔磁套的縱向中心軸線方向交錯排列，扭軸的扭動通過兩組感應埠引起對應的感應線圈內部電感量的變化，外殼的外端設有與外部控制器相連的端子，轉矩傳感器通過端子將兩組感應線圈中電感量的差值傳送到外部控制器。優選地，還設有兩組線圈骨架，兩組線圈骨架與感應線圈對應設置，線圈骨架適配的包覆在感應線圈的外表面，感應線圈套裝線圈骨架後嵌套在外殼內。優選地，感應線圈的外層還包覆有絕緣膠紙，絕緣膠紙將感應線圈絕緣的封裝在線圈骨架內部。優選地，外殼採用鐵基粉末冶金功能材料製成。本發明的轉矩感應器，外殼採用鐵基粉末冶金功能材料製成，對溫度和外界幹擾不敏感，可靠性高，堅固耐用，同時提高了測量精度，穩定性更強。
圖1是本發明轉矩感應器的立體圖2是本發明轉矩感應器的第一縱向截面圖；圖3是本發明轉矩感應器的第二縱向截面圖；圖4是本發明轉矩感應器的剖視圖。結合附圖在其上標記以下附圖標記1-外殼，2-隔磁套，3-第一感應線圈，4-線圈骨架，5-端子，6_扭軸，7_第二感應埠，8-第一感應埠，9-鐵基粉末冶金功能材料，10-絕緣膠紙，11-第二感應線圈，12-凸起。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
進行詳細描述。如圖1-圖4所示公開了一種轉矩傳感器，包括外殼1、兩組感應線圈和隔磁套2， 外殼1呈內部中空的圓筒狀，兩組感應線圈包括第一感應線圈3和第二感應線圈11，第一感應線圈3和第二感應線圈11相互平行的包覆在外殼1內部，第一感應線圈3和第二感應線圈11內部的線圈都有電流接入，因而能產生一定的電感，第一感應線圈3和第二感應線圈 11是相互絕緣的，外殼1的最內層套裝有隔磁套2，隔磁套2 —般採用鋁製成，隔磁套2的內部套裝有待檢測的扭軸6，隔磁套2的與兩組感應線圈對應的位置設有兩組感應埠，即與第一感應線圈3和第二感應線圈11對應的位置分別設置有第一感應埠 8和第二感應埠 7，第一感應埠 8和第二感應埠 7均由相互隔離的數個感應口組成，每組感應埠內部的感應口之間的間距是固定的，同時，第一感應埠 8的各個感應口是沿第一感應線圈3的感應面平鋪排列的，第二感應埠 7是由各個感應口沿第二感應線圈11的感應面平鋪排列組合而成的，第一感應埠 8的感應口和第二感應埠 7的感應口在隔磁套2的縱向中心軸線方向是相互交錯設置的，簡言之，第一感應埠 8和第二感應埠 7中的感應口是不會處於同一縱向軸線上的。這樣，當扭軸6受扭力作用產生偏轉時，這種偏轉分別通過隔磁套2上的第一感應埠 8和第二感應埠 7引起第一感應線圈3和第二感應線圈11 兩端產生電感量的變化，第一感應線圈3和第二感應線圈11之間的電感量的差值就會直接反應出扭軸6的扭矩的大小，由於外殼1的外表面還連接有端子5，端子5又與外部控制器相連，因此，反應扭矩大小的電感差值就通過端子5傳給外部控制器，外部控制器根據扭矩大小進一步判斷需要提供的對應的扭轉助力。因扭軸6在運轉過程中往往溫度會發生變化，而溫度的變化又會影響到感應線圈的電感量的變化，受到外界幹擾後的感應線圈所反應的扭矩的大小當然也會有較大的誤差，測量也不會像原來一樣靈敏。為解決該問題，如圖2-圖4所示，本發明採用鐵基粉末冶金功能材料9製成外殼1，該材料對溫度不敏感，相應的減小了溫度等外界因素對測試結果的影響，測試結果更加準確。同時，為更好的絕緣和保護線圈，本發明還設有絕緣膠紙10和線圈骨架4，絕緣膠紙10包覆在第一感應線圈3和第二感應線圈11的外層，將第一感應線圈3和第二感應線圈11與外部絕緣隔離，包覆有絕緣膠紙10的第一感應線圈3和第二感應線圈11又分別套裝在兩個線圈骨架4內部，線圈骨架4能將第一感應線圈3和第二感應線圈11更好的包覆固定，使其與外部隔離，延長使用壽命，增加測試的靈敏度。本申請的具體工作原理和過程是這樣的扭軸6的軸向端面上與第一感應埠 8和第二感應埠 7相對應的位置分別設有多個凸起12，凸起12 —般都由金屬材料製成，當凸起12對準感應埠時，感應線圈兩端的電感量最大，相應的，當凸起12偏離感應埠時， 感應線圈兩端的電感量就會減小。由於第一感應埠 8和第二感應埠 7的位置是相互交錯的，當扭軸6扭轉時，凸起12相對於第一感應埠 8的位置遠近和凸起12相對於第二感應埠 7的位置遠近是不一樣的，也就是說凸起12通過第一感應埠 8和第二感應埠 7 引起的電磁感應存在差異，這樣第一感應線圈3和第二感應線圈11兩端的電感量就會存在差異，兩組感應線圈兩端電感量的差值就反應扭軸6的扭矩大小。本發明的轉矩感應器，外殼採用鐵基粉末冶金功能材料製成，對溫度和外界幹擾不敏感，可靠性高，堅固耐用，同時提高了測量精度，穩定性更強；感應線圈由絕緣膠紙包覆後又套裝在線圈骨架內，絕緣程度更高，不僅增加了測試的精確程度，還可以有效對感應線圈加以保護，從而延長了轉矩感應器的使用壽命。以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但是，本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種轉矩傳感器，其特徵在於，包括外殼、兩組感應線圈和隔磁套，所述外殼呈內部中空的圓筒狀，兩組所述感應線圈相互平行且隔離的套裝在所述外殼內，所述隔磁套套裝在所述外殼的最內層，所述隔磁套與兩組感應線圈對應的位置分別設置有兩組感應埠， 兩組所述感應埠均由相互獨立的數個感應口以一定的間隔沿所述感應線圈的感應面平鋪排列，兩組所述感應埠中的感應口沿所述隔磁套的縱向中心軸線方向交錯排列，扭軸的扭動通過兩組所述感應埠引起對應的感應線圈內部電感量的變化，所述外殼的外端設有與外部控制器相連的端子，所述轉矩傳感器通過所述端子將兩組感應線圈中電感量的差值傳送到外部控制器。
2.根據權利要求1所述的轉矩傳感器，其特徵在於，還設有兩組線圈骨架，兩組所述線圈骨架與感應線圈對應設置，所述線圈骨架適配的包覆在所述感應線圈的外表面，所述感應線圈套裝所述線圈骨架後嵌套在所述外殼內。
3.根據權利要求2所述的轉矩傳感器，其特徵在於，所述感應線圈的外層還包覆有絕緣膠紙，所述絕緣膠紙將所述感應線圈絕緣的封裝在所述線圈骨架內部。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的轉矩傳感器，其特徵在於，所述外殼採用鐵基粉末冶金功能材料製成。
全文摘要
本發明公開了一種轉矩傳感器，以解決現有的轉矩傳感器測量精度不高的缺陷。本發明的外殼呈內部中空的圓筒狀，兩組感應線圈相互平行且隔離的套裝在外殼內，隔磁套套裝在外殼的最內層，隔磁套與兩組感應線圈對應的位置分別設置有兩組感應埠，兩組感應埠均由相互獨立的數個感應口以一定的間隔沿感應線圈的感應面平鋪排列，兩組感應埠中的感應口沿隔磁套的縱向軸線方向交錯排列，扭軸的扭動通過兩組感應埠引起對應的感應線圈內電感量的變化，外殼上的端子將兩組感應線圈中電感量的差值傳送到外部控制器。本發明的外殼採用鐵基粉末冶金功能材料製成，對溫度和外界幹擾不敏感，可靠性高，堅固耐用，同時提高了測量精度，穩定性更強。
文檔編號G01L3/00GK102353488SQ201110156629
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者王成 申請人:王成