立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽車(chē)EPS用扭矩傳感器，具體涉及一種立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，當(dāng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用于測(cè)量對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)操作時(shí)在輸入軸與輸出軸之間產(chǎn)生的扭矩，屬于汽車(chē)轉(zhuǎn)向控制檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)為汽車(chē)轉(zhuǎn)向提供助力從而提高駕駛員的駕駛舒適度，而安裝在轉(zhuǎn)向軸上的扭矩傳感器則是為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)提供扭矩信號(hào)從而控制轉(zhuǎn)向輔助電機(jī)，達(dá)到助力的目的。
[0003]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(lèi)。其中，接觸式扭矩傳感器因其使用磨損和噪音，已經(jīng)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(yīng)式。
[0004]常規(guī)電磁感應(yīng)式扭矩傳感器是通過(guò)在印刷電路板上布設(shè)多組線圈，在電路板兩側(cè)設(shè)置平面轉(zhuǎn)子，利用電磁感應(yīng)和渦流效應(yīng)等原理實(shí)現(xiàn)通過(guò)線圈電壓測(cè)量轉(zhuǎn)子角度。
[0005]此種扭矩傳感器，平面延展，傳感器體積較大，不能完全適應(yīng)各車(chē)型安裝空間狹小的問(wèn)題。同時(shí)由于平面線圈的磁力線分布原因，平面轉(zhuǎn)子的渦流效應(yīng)不明顯，導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)微弱，測(cè)量精度受影響。由于兩組線圈布置在印刷電路板兩側(cè)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)出現(xiàn)疊加，雖然可以通過(guò)改變單面轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的線圈組實(shí)現(xiàn)信號(hào)的單獨(dú)測(cè)量，干涉不可避免。
[0006]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(jié)構(gòu)，則會(huì)增加傳感器體積和制造成本。
[0007]因此，亟待設(shè)計(jì)一種新型的電磁感應(yīng)傳感器，改變整體結(jié)構(gòu)，避免電磁干涉和磁場(chǎng)疊加，同時(shí)縮小傳感器整體體積，以適應(yīng)安裝需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]在下文中給出了關(guān)于本實(shí)用新型的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0009]鑒于此，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，以至少解決現(xiàn)有扭矩傳感器體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在電磁干涉的問(wèn)題。本實(shí)用新型恰恰是一款具有體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)電磁干涉，無(wú)需電磁屏蔽的扭矩傳感器，用于測(cè)量對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加的扭矩，本實(shí)用新型提出的立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，該傳感器安裝在與汽車(chē)方向盤(pán)連接的輸入軸和與助力組件相連接的輸出軸之間，用于測(cè)量對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)操作時(shí)在輸入軸與輸出軸之間產(chǎn)生的扭矩。
[0010]立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，包括齒軛轉(zhuǎn)子部分，F(xiàn)PC部分，處理電路部分，傳感器安裝殼體部分；
[0011 ]所述齒軛轉(zhuǎn)子部分包括第一齒軛轉(zhuǎn)子和第二齒軛轉(zhuǎn)子，第一齒軛轉(zhuǎn)子和第二齒軛轉(zhuǎn)子均包括連接部和多個(gè)齒軛，第一齒軛轉(zhuǎn)子的多個(gè)齒軛等間距環(huán)形陣列在其連接部的下側(cè);第二齒軛轉(zhuǎn)子的多個(gè)齒軛等間距環(huán)形陣列在其連接部的上側(cè)；
[0012]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(shè)置為與所述齒軛轉(zhuǎn)子部分外面表面有徑向間隔，柔性電路板上印刷有激勵(lì)線圈和接收線圈；
[0013]所述處理電路部分，其為包含信號(hào)發(fā)生電路和檢測(cè)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(cè)面軸向布置；
[0014]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(zhuǎn)子部分、FPC部分、處理電路部分置于傳感器安裝殼體部分內(nèi)部。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述中空筒體采用絕緣非導(dǎo)磁材料制作，中空筒體設(shè)置為與所述齒軛轉(zhuǎn)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。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述第一齒軛轉(zhuǎn)子和第二齒軛轉(zhuǎn)子均為高導(dǎo)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。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述激勵(lì)線圈為螺旋結(jié)構(gòu)，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。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)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(lì)線圈兩側(cè)，且位置對(duì)稱(chēng)，第一接收線圈組及第二接收線圈組的接收線圈數(shù)目為多個(gè)，單個(gè)接收線圈呈折線形式，多個(gè)接收線圈逆時(shí)針布置，并在布置一個(gè)圓周后按順時(shí)針?lè)聪虿贾茫槙r(shí)針與逆時(shí)針布置的折線形成菱形回路，實(shí)際應(yīng)用不限于菱形結(jié)構(gòu)，菱形回路數(shù)目和所述齒軛數(shù)目相同。多個(gè)接收線圈結(jié)構(gòu)相同，在一個(gè)菱形回路的區(qū)域內(nèi)均勻陣列布置。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述第一齒軛轉(zhuǎn)子和第一接收線圈組在同一高度位置，且齒軛與菱形回路一一對(duì)應(yīng);所述第二齒軛轉(zhuǎn)子和第二接收線圈組在同一高度位置，且齒軛與菱形回路對(duì)應(yīng)。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述左安裝殼和右安裝殼配合形成圓筒，圓筒中部設(shè)有FPC安裝位，圓筒兩端設(shè)有齒軛轉(zhuǎn)子安裝位，圓筒外圓表面沿突出平面為處理電路部分安裝位，所述突出平面與圓筒軸線平行，左安裝殼和右安裝殼上還設(shè)置有固定連接安裝孔。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述印刷電路板和所述柔性電路板通過(guò)絕緣壓條連接，以保證所述印刷電路板導(dǎo)線和柔性電路板導(dǎo)線導(dǎo)通。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述連接部的圓環(huán)外表面中部設(shè)有齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)，所述齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)為注塑材料(如PE)，所述齒軛轉(zhuǎn)子部分通過(guò)齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)與所述傳感器安裝殼體部分的齒軛轉(zhuǎn)子安裝位配合，并在預(yù)留一定徑向間距，使齒軛轉(zhuǎn)子部分和所述安裝殼體部分相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]本實(shí)用新型所達(dá)到的效果為:
[0024]本實(shí)用新型提供了立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，安裝在與汽車(chē)方向盤(pán)連接的輸入軸和與助力組件相連接的輸出軸之間，用于測(cè)量對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)操作時(shí)在輸入軸與輸出軸之間產(chǎn)生的扭矩。通過(guò)電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量，無(wú)需外加磁場(chǎng)，體積小，穩(wěn)定性好，測(cè)量精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是立式非接觸電磁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是立式非接觸扭矩傳感器FPC部分示意圖；
[0027]圖3是立式非接觸扭矩傳感齒軛轉(zhuǎn)子示意圖；
[0028]圖4是立式非接觸扭矩傳感接收線圈示意圖；
[0029]圖5是立式非接觸扭矩傳感安裝殼體示意圖；
[0030]圖6是立式非接觸扭矩傳感安裝總成爆炸圖。
[0031]圖中:1-第一齒軛轉(zhuǎn)子，2-FPC部分，3-第二齒軛轉(zhuǎn)子，4_右安裝殼，5_印刷電路板，6_柔性電路板，7-第一接收線圈組，8-激勵(lì)線圈，9-第二接受線圈組，10-中空筒體，11-連接部，12-齒軛，13-齒軛轉(zhuǎn)子安裝環(huán)，14-固定連接安裝孔，15-處理電路部分安裝位，16-FPC安裝位，17-齒軛轉(zhuǎn)子安裝位，18-輸入軸，19-輸出軸，20-扭桿，21-左安裝殼。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下文中將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在說(shuō)明書(shū)中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開(kāi)發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過(guò)程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開(kāi)發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對(duì)得益于本實(shí)用新型公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開(kāi)發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0033]在此，還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0034]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種立式非接觸電磁感應(yīng)扭矩傳感器，包括齒軛轉(zhuǎn)子部分，F(xiàn)PC部分，處理電路部分，傳感器安裝殼體部分；
[0035]所述齒軛轉(zhuǎn)子部分包括第一齒軛轉(zhuǎn)子1和第二齒軛轉(zhuǎn)子3，第一齒軛轉(zhuǎn)子1和第二齒軛轉(zhuǎn)子3均包括連接部11和多個(gè)齒軛12，第一齒軛轉(zhuǎn)子1的多個(gè)齒軛12等間距環(huán)形陣列在其連接部11的下側(cè);第二齒軛轉(zhuǎn)子3的多個(gè)齒軛12等間距環(huán)形陣列在其連接部11的上側(cè);第一齒軛轉(zhuǎn)子1的連接部11與輸入軸18連接，第二齒軛轉(zhuǎn)子3的連接部11與輸出軸19連接，輸入軸18通過(guò)扭桿20與輸出軸19連接；
[0036]所述FPC部分2包括柔性電路板6和中空筒體10;柔性電路板6貼附于中空筒體10的外圓柱表面，所述FPC部分設(shè)置為與所述齒軛轉(zhuǎn)子部分外面表面有徑向間隔，柔性電路板6上印刷有激勵(lì)線圈8和接收線圈；