非接触相位差式扭矩传感器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101907501A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101907501101907501A(43)申请公布日2010.12.08(21)申请号201010217773.7(22)申请日2010.07.02(71)申请人同济大学地址200092上海市四平路1239号(72)发明人周爱国刘畅陈光明(74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司31002代理人吴林松(51)Int.Cl.G01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称非接触相位差式扭矩传感器(57)摘要本发明一种非接触相位差式扭矩传感器，其包括：输入套筒、输出套筒、霍尔传感器、第一渐开线齿轮、第二渐开线齿轮，其中：输入套筒通过扭杆与输出套筒连接，第一渐开线齿轮的毂孔与输出套筒过盈配合，第二渐开线齿轮的毂孔与输入套筒过盈配合，输入套筒和输出套筒的第三节轴段分别与对应的轴承内圈配合，轴承的外圈分别和布置于扭杆两侧的两组传感器壳体配合，传感器壳体内表面各自固定有磁路支撑，磁路支撑上固定有磁路组件和线路板，霍尔传感器焊接在线路板上，霍尔传感器检测面放置在导磁软铁a的端面和渐开线齿轮齿顶圆正对的气隙中。本发明具有结构简单、测试精确、稳定性好、成本相对低廉等优点。CN10975ACN101907501ACCNN110190750101907505A权利要求书1/1页1.一种非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：其包括：输入套筒、输出套筒、霍尔传感器、第一渐开线齿轮、第二渐开线齿轮，其中：输入套筒通过扭杆与输出套筒连接，第一渐开线齿轮的毂孔与输出套筒过盈配合，第二渐开线齿轮的毂孔与输入套筒过盈配合，输入套筒和输出套筒的第三节轴段分别与对应的轴承内圈配合，轴承的外圈分别和布置于扭杆两侧的两组传感器壳体配合，传感器壳体内表面各自固定有磁路支撑，磁路支撑上固定有磁路组件和线路板，霍尔传感器焊接在线路板上。2.如权利要求1所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述传感器外壳为两组，上下对称布设且包覆于扭杆外围，将整个磁路封闭在传感器内部。3.如权利要求1所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述第一渐开线齿轮和第二渐开线齿轮为低碳钢铁磁材料，当扭杆没有发生扭转变形时，固定在输出套筒上的第一渐开线齿轮沿扭杆轴线的投影，和固定在输入套筒上的第二渐开线齿轮完全重合。4.如权利要求1所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述磁路组件为以扭杆中心为对称点对称布置的两组，分布于扭杆轴线两侧，各自包括永磁体、导磁软铁a和导磁软铁b，其各自与对应的第一渐开线齿轮或第二渐开线齿轮构成一个完整的磁路。5.如权利要求4所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述永磁铁靠磁力将导磁软铁a和导磁软铁b吸附在其两侧，由于磁力的存在，永磁体与导磁软铁a和导磁软铁b组成了一个刚性的整体。6.如权利要求4所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述磁路，其磁力线由永磁体北极发出，依次经过导磁软铁b、导磁软铁b端面与渐开线齿轮之间的气隙、渐开线齿轮、渐开线齿轮与导磁软铁a端面之间的气隙、导磁软铁b，然后回到永磁体南极。7.如权利要求4所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述永磁体，为钕铁硼永磁材料，其横截面为正方形；所述导磁软铁a、b，为低碳铁磁材料，其横截面与永磁体横截面完全相同。8.如权利要求1所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述磁路支撑为两组，为非导磁材料，分别连接传感器外壳和磁路组件，其内有一通孔贯穿磁路支撑的上下表面，该通孔的横截面与永磁体和导磁软铁a、b的横截面完全相同，永磁体和导磁软铁a、b通过该孔与传感器外壳固定在一起。9.如权利要求1所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述霍尔传感器，为非接触霍尔传感器，其焊接在线路板上，霍尔传感器检测面设置在导磁软铁a的端面和渐开线齿轮齿顶圆正对的气隙中。10.如权利要求1所述的非接触相位差式扭矩传感器，其特征在于：所述输出套筒和输入套筒之间并非刚性咬合，存在一定的间隙。2CCNN110190750101907505A说明书1/4页非接触相位差式扭矩传感器技术领域[0001]本发明涉及一种传感器，具体是一种使用霍尔传感器的非接触相位差式扭矩传感器。背景技术[0002]扭矩传感器是汽车电动助力转向系统(EPS)最重要的部件之一，是电动转向器的核心部件，集机电技术于一体，其性能优劣直接影响到电动助力转向器的性能。现有的EPS扭矩传感器可分为接触式和非接触式两大类，接触式的如金属电阻应变片的扭矩传感器，使用一组应变片作为敏感元件，将应变片以桥式回路的形式粘贴在扭矩传递轴上，但应变片用于回转系统中时，需要用于连接应变片的集流环装置，由于