一种非接触式扭矩传感器制造技术

本发明专利技术涉及扭矩传感器技术领域，公开了一种非接触式扭矩传感器，包括上转子和下转子，上转子设置在下转子的内部，上转子与输入轴相连，下转子与输出轴相连，上转子周围设置有磁铁，磁铁包括有若干N/S极对，若干N/S极对沿双转子轴线周向均匀分布，相邻N/S对极之间的夹角相等，下转子包括设置在上下两端的集磁环，上下两组集磁环外侧非接触的设置有上下两组磁通收集器，两组磁通收集器之间设置有感应芯片。提高扭矩检测的准确度和线性度，减小谐波，降低风险，并且方便安装。并且方便安装。并且方便安装。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式扭矩传感器


[0001]本专利技术涉及扭矩传感器
，特别涉及一种非接触式扭矩传感器。

技术介绍

[0002]在电动助力转向系统中，通过扭矩传感器检测方向盘的扭矩大小和方向，传输给控制器，由控制器计算出电机需要提供的转向助力。
[0003]扭矩传感器的信号来源是安装在转向轴上的两个转子。其中上转子安装在输入轴上，下转子安装在输出轴上。当方向盘转动，通过输入轴带动上转子相对于下转子转动，霍尔芯片检测到上下转子之间的相对转动角度，进而计算出扭矩大小。
[0004]现有的扭矩传感器中，霍尔芯片设置在下转子组件的一个小缝隙中。而下转子组件是一个旋转的部件，在旋转过程中会带来接触风险，从而可能引起失去助力的危险，并且可能影响扭矩检测的准确度和增大谐波。因此需要一种扭矩传感器，提高扭矩检测的准确度和线性度，减小谐波，降低风险，并且方便安装。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种非接触式扭矩传感器，具有提高扭矩检测的准确度和线性度，减小谐波，降低风险，并且方便安装的效果。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种非接触式扭矩传感器，包括上转子和下转子，所述上转子设置在下转子的内部，所述上转子与输入轴相连，所述下转子与输出轴相连，所述上转子周围设置有磁铁，所述磁铁包括有若干N/S极对，若干N/S极对沿双转子轴线周向均匀分布，相邻N/S对极之间的夹角相等，所述下转子包括设置在上下两端的集磁环，上下两组集磁环外侧非接触的设置有上下两组磁通收集器，两组磁通收集器之间设置有感应芯片。
[0007]通过采用上述技术方案，驾驶员驾驶汽车时，转动方向盘，方向盘带动输入轴转动，输入轴带动上转子转动，上转子带动磁铁转动，磁铁转动时，上下两个集磁环产生磁场差，从而使上下两组磁通收集器产生磁场差，并最终使感应芯片检测到磁场差，感应芯片感应到磁场差之后，计算出磁铁和上转子转动的角度，也即输入轴转动的角度，同时输出电压信号，外部控制器根据电压信号，控制电力装置驱动输出轴转动相应的角度。
[0008]本方案中，由于磁通收集器与下转子非接触的设置，当下转子转动的过程中，不会与磁通收集器接触，也就避免了在转动的过程中与感应芯片产生接触风险，在工作过程中，感应芯片会稳定工作，不会引起由此导致的失去助力的危险，扭矩检测更加准确，减小谐波。与此同时，由于是非接触式设置，在安装时，可以分别进行安装，安装自由度高，安装更加方便。
[0009]作为本专利技术的进一步设置，所述磁铁包括若干磁条，上转子沿轴线周向均布有与磁条数量相匹配的安装槽，磁条插接在安装槽中，所述磁条的一个磁极朝向上转子轴线，另一个磁极朝向下转子，相邻磁条的N极和S极方向相反。
[0010]作为本专利技术的进一步设置，所述集磁环包括环体和沿环体周向均匀分布的齿形片，所述齿形片与环体一体成型，所述齿形片贴近磁条，上下集磁环上的齿形片沿轴向的投影在投影面上交错分布，且相邻两个齿形片投影的夹角相等并与磁条一一对应。
[0011]通过采用上述技术方案，在具体工作过程中，N极朝外的磁条产生的磁感线经过上集磁环上的齿形片和环体，再经过上侧磁通收集器后，穿过感应芯片，再经过下侧的磁通收集器，再经过下方的集磁环，到达下方集磁环上的齿形片，最后到达发出磁感线的磁条旁边的一个S极朝外的磁条，形成磁路闭合，初始状态下，方向盘无角度变化，当驾驶员转动方向盘时，方向盘带动输入轴转动，输入轴带动上转子以及磁铁转动，使得集磁环上的齿形片的磁通量发生变化，这种变化经过环体传递到磁通收集器上，并被感应芯片感应到，感应芯片感应到磁场变化，计算出磁铁和上转子转动的角度，从而得出输入轴以及方向盘转动的角度，并产生对应的电压信号，外部控制器根据电压信号，控制动力装置输出对应的助力。
[0012]作为本专利技术的进一步设置，上方集磁环的齿形片位于上方集磁环的上方，下方集磁环的齿形片位于下方集磁环的下方。
[0013]作为本专利技术的进一步设置，上方集磁环的齿形片位于上方集磁环的下方，下方集磁环的齿形片位于下方集磁环的上方。
[0014]作为本专利技术的进一步设置，上方集磁环的齿形片位于上方集磁环的下方，下方集磁环的齿形片位于下方集磁环的下方，或者上方集磁环的齿形片位于上方集磁环的上方，下方集磁环的齿形片位于下方集磁环的上方。
[0015]作为本专利技术的进一步设置，所述感应芯片包括霍尔芯片。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术中，上下集磁环与磁通收集器和感应芯片非接触设置，在上下转子转动的过程中，感应芯片都保持固定不动的状态，从而避免了在旋转过程中接触到感应芯片的风险，也就不存在在工作过程中由传感器引起的失去助力的危险，从而保证了扭矩检测的准确度和线性度，减小谐波，降低风险，并且非接触的设计，能够分步式地安装，安装更加方便。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是实施例1整体结构示意图；
[0020]图2是实施例1集磁环结构示意图；
[0021]图3是实施例1上转子结构结构示意图；
[0022]图4是实施例2集磁环结构示意图；
[0023]图5是实施例3集磁环结构示意图；
[0024]图中，1、上转子，2、下转子，3、磁铁，4、集磁环，41、环体，42、齿形片，5、磁通收集器，6、感应芯片。
具体实施方式
[0025]下面将结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例
[0027]一种非接触式扭矩传感器，参考图1至图3，包括上转子1和下转子2，上转子1设置在下转子2的内部，上转子1与输入轴相连，下转子2与输出轴相连，上转子1周围设置有磁铁3，磁铁3包括有若干N/S极对，若干N/S极对沿双转子轴线周向均匀分布，相邻N/S对极之间的夹角相等，下转子2包括设置在上下两端的集磁环4，上下两组集磁环4外侧非接触的设置有上下两组磁通收集器5，两组磁通收集器5之间设置有感应芯片6。
[0028]在具体的结构中，下转子2和上转子1同轴设置，下转子2由非导磁的树脂材质制作而成，上集磁环4和下集磁环4与下转子2固定连接，磁通收集器5与外部结构固定连接，设置在集磁环4的圆弧形外侧，磁通收集器5的端部设置成与集磁环4侧边相匹配的圆弧形，磁通收集器5的端部与集磁环4的侧边之间设置有一定的间隙，从而保证磁通收集器5和集磁环4非接触设置，而感应芯片6设置在上下两个磁通收集器5之间的间隙中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式扭矩传感器，其特征在于：包括上转子(1)和下转子(2)，所述上转子(1)设置在下转子(2)的内部，所述上转子(1)与输入轴相连，所述下转子(2)与输出轴相连，所述上转子(1)周围设置有磁铁(3)，所述磁铁(3)包括有若干N/S极对，若干N/S极对沿双转子轴线周向均匀分布，相邻N/S对极之间的夹角相等，所述下转子(2)包括设置在上下两端的集磁环(4)，上下两组集磁环(4)外侧非接触的设置有上下两组磁通收集器(5)，两组磁通收集器(5)之间设置有感应芯片(6)。2.根据权利要求1的一种非接触式扭矩传感器，其特征在于：所述磁铁(3)包括若干磁条，上转子(1)沿轴线周向均布有与磁条数量相匹配的安装槽，磁条插接在安装槽中，所述磁条的一个磁极朝向上转子(1)轴线，另一个磁极朝向下转子(2)，相邻磁条的N极和S极方向相反。3.根据权利要求2的一种非接触式扭矩传感器，其特征在于：所述集磁环(4)包括环体(41)和沿环体(41)周向均匀分布的齿形片(42)，所述齿形片(42)与环体(41)一体成...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴少伟，贺可意，赵大祥，李牧然，
申请(专利权)人：新火炬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：