[實用新型]立式非接觸電磁感應扭矩傳感器

有效

• 申請號: 201520963725.0
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN205120295U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 李志鵬;常子凡;那少聃
• 申請（專利權）人: 哈爾濱力盛達機電科技有限公司
• 主分類號: G01L5/22
• 分類號: G01L5/22
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張偉

技術領域

本實用新型涉及一種汽車EPS用扭矩傳感器，具體涉及一種立式非接觸電磁感應扭矩傳感器，當方向盤轉動時，用于測量對方向盤進行轉動操作時在輸入軸與輸出軸之間產生的扭矩，屬于汽車轉向控制檢測技術領域。

背景技術

汽車電動助力轉向系統(EPS)是通過電動機為汽車轉向提供助力從而提高駕駛員的駕駛舒適度，而安裝在轉向軸上的扭矩傳感器則是為電動助力轉向控制系統提供扭矩信號從而控制轉向輔助電機，達到助力的目的。

扭矩傳感器作為EPS的重要組件，其性能直接影響到助力效果和駕駛安全性。扭矩傳感器主要分為接觸式和非接觸式兩類。其中，接觸式扭矩傳感器因其使用磨損和噪音，已經逐漸被非接觸式扭矩傳感器所代替。常用非接觸式扭矩傳感器主要包括光電式，磁阻式，電感式和電磁感應式。

常規電磁感應式扭矩傳感器是通過在印刷電路板上布設多組線圈，在電路板兩側設置平面轉子，利用電磁感應和渦流效應等原理實現通過線圈電壓測量轉子角度。

此種扭矩傳感器，平面延展，傳感器體積較大，不能完全適應各車型安裝空間狹小的問題。同時由于平面線圈的磁力線分布原因，平面轉子的渦流效應不明顯，導致檢測信號微弱，測量精度受影響。由于兩組線圈布置在印刷電路板兩側，產生的磁場出現疊加，雖然可以通過改變單面轉子結構和對應的線圈組實現信號的單獨測量，干涉不可避免。

此外如果將兩組線圈布置在兩塊電路板上并附加電磁屏蔽結構，則會增加傳感器體積和制造成本。

因此，亟待設計一種新型的電磁感應傳感器，改變整體結構，避免電磁干涉和磁場疊加，同時縮小傳感器整體體積，以適應安裝需求。

實用新型內容

在下文中給出了關于本實用新型的簡要概述，以便提供關于本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

鑒于此，根據本實用新型的一個方面，提供了一種立式非接觸電磁感應扭矩傳感器，以至少解決現有扭矩傳感器體積大，結構復雜，存在電磁干涉的問題。本實用新型恰恰是一款具有體積小，結構簡單，無電磁干涉，無需電磁屏蔽的扭矩傳感器，用于測量對轉向系統施加的扭矩，本實用新型提出的立式非接觸電磁感應扭矩傳感器，該傳感器安裝在與汽車方向盤連接的輸入軸和與助力組件相連接的輸出軸之間，用于測量對方向盤進行轉動操作時在輸入軸與輸出軸之間產生的扭矩。

立式非接觸電磁感應扭矩傳感器，包括齒軛轉子部分，FPC部分，處理電路部分，傳感器安裝殼體部分；

所述齒軛轉子部分包括第一齒軛轉子和第二齒軛轉子，第一齒軛轉子和第二齒軛轉子均包括連接部和多個齒軛，第一齒軛轉子的多個齒軛等間距環形陣列在其連接部的下側；第二齒軛轉子的多個齒軛等間距環形陣列在其連接部的上側；

所述FPC部分包括柔性電路板和中空筒體；柔性電路板貼附于中空筒體的外圓柱表面，所述FPC部分設置為與所述齒軛轉子部分外面表面有徑向間隔，柔性電路板上印刷有激勵線圈和接收線圈；

所述處理電路部分，其為包含信號發生電路和檢測處理電路的印刷電路板，印刷電路板的平面沿中空筒體外側面軸向布置；

所述傳感器安裝殼體部分由左安裝殼和右安裝殼組合形成，齒軛轉子部分、FPC部分、處理電路部分置于傳感器安裝殼體部分內部。

根據本實用新型的一個方面，所述中空筒體采用絕緣非導磁材料制作，中空筒體設置為與所述齒軛轉子部分同軸，所述柔性電路板貼附于中空筒體外表面形成具有一定剛度的圓柱形立體線路板。

根據本實用新型的一個方面，所述第一齒軛轉子和第二齒軛轉子均為高導磁材料制作，齒軛從連接部一端外表面向外突出后沿軸向方向延伸，齒軛與齒軛間空隙所占圓周角度相同。

根據本實用新型的一個方面，所述激勵線圈為螺旋結構，布置在所述柔性電路板的中間位置，螺旋中心與柔性電路板同軸。

根據本實用新型的一個方面，所述接收線圈包括第一接收線圈組及第二接收線圈組；所述第一接收線圈組及第二接收線圈組布置在所述激勵線圈兩側，且位置對稱，第一接收線圈組及第二接收線圈組的接收線圈數目為多個，單個接收線圈呈折線形式，多個接收線圈逆時針布置，并在布置一個圓周后按順時針反向布置，順時針與逆時針布置的折線形成菱形回路，實際應用不限于菱形結構，菱形回路數目和所述齒軛數目相同。多個接收線圈結構相同，在一個菱形回路的區域內均勻陣列布置。