一种装有非接触式扭矩传感器的转向管柱制造技术

本发明专利技术涉及一种装有非接触式扭矩传感器的转向管柱，属于车辆电子助力转向系统。一种装有非接触式扭矩传感器的转向管柱，其内部设有一转轴及安装在转轴上的蜗轮，所述转轴上端部设有一罩型的支架，所述转轴的中段与上端之间的任意位置通过定位器固定有扭矩传感器，所述扭矩传感器上罩有一磁力罩，所述支架左侧面设有控制器，所述支架上部设有位移传感器，所述位移传感器固定在转轴上。本发明专利技术的优点是：使车辆电子助力转向系统模块化，减轻了其本身的重量，并且提供了多种解决方案，使得市场更多元话，且生产简单，易操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种装有非接触式扭矩传感器的转向管柱，属于车辆电子助力转向系统。
技术介绍
在典型的电子助力转向系统中，转向盘连接于转向管柱，转向管柱分为两级，两级 传动轴之间由扭杆连接。第一级转向管柱上端与转向盘连接，第二级转向管柱下端与中间 轴连接，此中间轴固定于车架上，并最终与车辆的蜗轮蜗杆式转向机构连接。当转动方向盘 时，带动第一级传动轴转动，连接于传动轴末端的扭矩传感器可以感知扭杆的角位移。扭矩 传感器一般安装于第一级和第二级传动轴之间，扭杆也安装于此。扭矩传感器一般为非接 触型，它借助于一个扭杆，测量转向时扭杆产生的扭转变形，然后向转向控制器发送转向信 号，控制器接收到信号后，加以分析，向电机发送工作信号。电机驱动齿轮副，对第二级传动 轴提供助力，最终实现车轮的转向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的模块式的装有非接触式扭矩传感器的转向管 柱。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种装有非接触式扭矩传感器的转 向管柱，其内部设有一转轴及安装在转轴上的蜗轮，所述转轴上端部设有一罩型的支架，所 述转轴的中段与上端之间的任意位置通过定位器固定有扭矩传感器，所述扭矩传感器上罩 有一磁力罩，所述支架左侧面设有控制器，所述支架上部设有位移传感器，所述位移传感器 固定在转轴上。 为了便于扭矩传感器与控制器之间的信号传输，进一步的所述扭矩传感器与控 制器之间设有一通路。 为了便于扭矩传感器与控制器之间的信号传输，进一步的所述磁力罩右侧面设 有一与控制器信号传输的插头。 为了增加传动效率，本专利技术还提供的第二种技术方案一种装有非接触式扭矩传 感器的转向管柱，其内部为二级传动，分为前传动轴和后传动轴，所述前传动轴的中段与上 端之间的任意位置上通过定位器固定有扭矩传感器，所述前转轴上端部设有一罩型的支 架，所述后传动轴上设有蜗轮，所述扭矩传感器上罩有一磁力罩，所述支架左侧面设有控制 器，所述支架上部设有位移传感器，所述位移传感器固定在前转轴上。 为了便于扭矩传感器与控制器之间的信号传输，进一步的所述扭矩传感器与控 制器之间设有一通路，所述前传动轴通过一扭杆与后传动轴相连。 为了便于扭矩传感器与控制器之间的信号传输以及使得在二级传动中可以角度 调节，进一步的所述磁力罩右侧面设有一与控制器信号传输的插头，所述前传动轴通过节 点与后传动轴上部设置的空心轴相连。3 为了增加传动效率以及便于实现不同车辆的安装需要，本专利技术还提供的第三种技 术方案一种装有非接触式扭矩传感器的转向管柱内部为二级传动，分为前传动轴和后传 动轴，所述前传动轴的中段与上端之间的任意位置上设有扭矩传感器，所述扭矩传感器下 方设有位移传感器，所述后传动轴上设有蜗轮，所述扭矩传感器上罩有一磁力罩，所述磁力 罩右侧面设有一与控制器信号传输的插头，所述蜗轮罩于蜗轮箱内，所述蜗轮箱下部设有 控制器。 为了使在二级传动中可以角度调节，进一步的所述前传动轴通过节点与后传动 轴上部设置的空心轴相连。 本专利技术的优点是使车辆电子助力转向系统模块化，减轻了其本身的重量，并且提 供了多种解决方案，使得市场更多元话，且生产简单，易操作。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为车辆转向系统示意图。图2为装备电机的EPS系统平面图。图3为本专利技术的第一种实施例在EPS系统中的横断面图。图4为本专利技术的第二种实施例在EPS系统中的横断面图。图5为本专利技术的第三种实施例在EPS系统中的横断面图。图6为本专利技术的第四种实施例在EPS系统中的横断面图。图7为本专利技术的第五种实施例在EPS系统中的横断面图。图8为本专利技术的第六种实施例在EPS系统中的横断面图。图9为本专利技术的第七种实施例在EPS系统中的横断面图。图10为本专利技术的第八种实施例在EPS系统中的横断面图。图11为非接触式扭矩传感器的示意图。图中1、转轴；2、扭矩传感器；3、定位器；4、支架；5、磁力罩；6、通路；7、控制器8、位移传感器；9、插头；10、前传动轴；11、后传动轴；12、扭杆；13、节点；14、空心轴；15、蜗 轮箱；16、蜗轮；17、助理转向系统；18、方向盘；19、助力电机；20、蜗杆；21、中间轴；22、万 向节；23、转向轮；24、齿轮箱；25、齿条；26、拉杆；27、转向节；28、紧固件；29、轴承保护套； 30保护轴承；31、轴衬；32、螺母；33、液体防漏塞；34、轴套；35、套筒；36、封套；37、固定把手；38、固定块；39、螺钉；40、滚针轴承；202、变换器；204、磁域向量传感器；206、圆周带； 208、单独定义轴；214、力矩。具体实施例方式如3所示的一种装有非接触式扭矩传感器的转向管柱，其内部设有一转轴1及安 装在转轴1上的蜗轮16，所述转轴1上端部设有一罩型的支架4，所述转轴1的中段与上端 之间的任意位置上通过定位器3固定有扭矩传感器2，所述扭矩传感器2上罩有一磁力罩 5，所述支架4左侧面设有控制器7，所述支架4上部设有位移传感器8，所述位移传感器8 固定在转轴1上，所述扭矩传感器2与控制器7之间设有一通路6，所述通路6设置在助理 转向系统17上，通过通路6可以把矩传感器2的线束直接连接到位于转轴1靠近方向盘18一端的控制器3上。 同时参考图1、2可知，通过结合装有非接触式扭矩传感器的转向管柱、外部的助理转向系统17，以及方向盘23可组成一个EPS系统，EPS系统辅助驾驶员对转向轮23进行转向。方向盘18机械连接于转轴l，驾驶员转动方向盘18，把扭矩传递给转轴l，非接触式的扭矩传感器2可以测量到此转动扭矩，将测量施加在转轴1上的的扭矩信号通过通路6发送给控制器7，然后控制器7向助力电机19发送工作信号。助力电机19转动，带动机械连接的蜗杆20转动，通过蜗轮蜗杆传动副将助力传递给蜗轮16，从而驱动转轴1的转动提供助力，转轴1转动后，中间轴21 ，通过万向节22驱动位于齿轮箱24内的小齿轮旋转，从而带动齿条25移动并驱动转向横拉杆26，最终横拉杆26的移动驱动转向节27，从而实现转向轮23的转向。 固定在支架4上的角位移传感器8，可以检测到方向盘18转角的位置变化，并与控制器7进行通信，支架4紧贴在转轴1上(支架4和位移传感器8都位于靠近方向盘18的一端)。 上述所述的磁力罩5，可保护内部的扭矩传感器2不受磁力影响，保证其工作的稳定性，其通过紧固件28固定于轴承保护套29内，轴承保护套29包括一个保护轴承30和一个轴衬31，轴衬31保证磁力罩5能牢牢地固定在扭矩传感器2上。 参考图11，扭矩传感器2包括变换器202和一个磁域向量传感器204，变换器202包括一个或多个磁极区，磁性相同或相反的圆周带206,208单独定义轴26上的转换器区域。轴的210区域到A线的左侧及212区域到B的右侧此两个区域，只能通过检查这些区域是否有明显剩磁的方法与活跃区域区分。转轴l由特殊材料制作，此材料是铁磁的，具有理想的晶体构造。扭矩作用在转轴1的一端，并由转轴1传递到另一端，扭矩214驱动轴的转动最终转变为车轮的转向。如图所示，力矩214在转轴1的可见端为顺时针方向，很明显，此扭矩的方向对应与驾驶员转动方向盘18的方向。 磁域向量传感器204，是一个对磁域向量敏感的仪器，它位于转化器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装有非接触式扭矩传感器的转向管柱，其特征是：所述装有非接触式扭矩传感器的转向管柱内部设有一转轴（１）及安装在转轴（１）上的蜗轮（１６），所述转轴（１）上端部设有一罩型的支架（４），所述转轴（１）的中段与上端之间的任意位置上通过定位器（３）固定有扭矩传感器（２），所述扭矩传感器（２）上罩有一磁力罩（５），所述支架（４）左侧面设有控制器（７），所述支架（４）上部设有位移传感器（８），所述位移传感器（８）固定在转轴（１）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈箭，毛靖，王彦波，
申请(专利权)人：苏州萨克汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]