CN108715188B - 单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，包括内轴、外轴、第一轴承、弹簧压板、弹簧挡块、第二轴承、标准挡圈、角度传感器、传感器安装板、弹簧挡板、弹簧、弹簧盖板和外接盖；所述内轴套装在所述外轴内部，所述外轴的内侧上端设置有用于第一轴承定位的上端轴承定位轴肩，所述外轴的内侧中下端还设置有用于第二轴承定位的下端轴承定位轴肩；本发明能够适应各种仓储物流车辆的转向系统，安装简单、方便；采用模块化，若有零部件损坏，只需更换这个零部件，其他的连接件不需要更换，相比以往更加省时省力。

Description

单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置

技术领域

本发明涉及转矩信号检测领域，更具体的说，尤其涉及一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置。

背景技术

在电动助力转向系统中，转矩信号采集装置是关键的部件之一，其主要的作用是底部的角度传感器采集内轴转过的角度，并以电信号的方式传送到电控单元ECU，ECU发出指令让电机输出合适的助力转矩。在现有的转矩信号采集装置中，存在焊接件较多、不能拆卸、内部结构外露、在一些特殊的环境不能使用等问题。基于这些问题，本发明所提的方案连接全部采用的螺栓连接，没有焊接件，拆卸方便，同时采用封闭式结构，内部结构没有与外界直接接触，很好地保护了装置内部，延长了使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的转矩信号采集装置焊接件多、不能拆卸、占用空间大、内部结构裸露以至于无法快速拆装的问题，提出了一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，该装置结构简单、安装紧凑、占用的空间小、拆装方便，内部零件都被外轴包裹着，和外界没有直接接触，更好地保护内部零件，延长使用寿命，在各种仓储设备车型号上都可使用。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，包括内轴、外轴、第一轴承、弹簧压板、弹簧挡块、第二轴承、标准挡圈、角度传感器、传感器安装板、弹簧挡板、弹簧、弹簧盖板和外接盖；所述内轴套装在所述外轴内部，所述外轴的内侧上端设置有用于第一轴承定位的上端轴承定位轴肩，所述外轴的内侧中下端还设置有用于第二轴承定位的下端轴承定位轴肩；

所述内轴和外轴的上端通过第一轴承连接，第一轴承的下端面紧贴在上端轴承定位轴肩的台阶侧面，外接盖固定在内轴的上端面上，第一轴承的上端面部分紧贴在外接盖的下端面上；所述内轴的下端和外轴的内侧中下端通过第二轴承连接，第二轴承的上端面紧贴在下端轴承定位轴肩的台阶侧面，内轴上还开设有用于固定第二轴承的挡圈槽，标准挡圈固定在挡圈槽内，标准挡圈的上端紧贴在第二轴承的下端面上，标准挡圈约束第二轴承的轴向移动；

所述第一轴承和第二轴承之间的内轴上开设有大长方形孔和小长方形孔，大长方形孔和小长方形孔开设的方向相互垂直，小长方形孔与大长方形孔的内部相连通，弹簧挡板固定安装在大长方形孔内，弹簧挡板的两端伸出到内轴的大长方形孔外侧，弹簧压板固定安装在小长方形孔内，弹簧压板的两端伸出到内轴的小长方形孔外侧；

所述外轴内部固定有四个弹簧挡块和四个圆弧板，弹簧挡块和圆弧板依次间隔安装在外轴内部，且弹簧挡块和圆弧板的高度与弹簧挡板的安装高度相等；弹簧盖板设置在弹簧挡块上方的外轴与内轴之间，弹簧盖板固定在四个圆弧板上；

所述弹簧设置有八段且均呈半圆弧形，每块弹簧挡块与其相邻的弹簧挡板或弹簧压板之间均设置有一段弹簧；

所述弹簧挡板分为上方部分和下方部分，弹簧挡板的上方部分与弹簧压板等高设置，所述弹簧挡板的下方部分伸出到内轴外的部分直接插入外轴开设的内部直槽内，弹簧挡板与外轴开设的内部直槽的前后左右方向均设有间隙，内轴转动一定角度时弹簧挡板下方部分与外轴开设的内部直槽接触并带动外轴一起转动；

所述内轴底部开设有圆孔，大长方形孔的下端部分与所述内轴底部开设的圆孔相连通；

所述传感器安装板固定在外轴底部，且传感器安装板底部开有出线孔，角度传感器固定安装在传感器安装板上，角度传感器的接线通过传感器安装板底部开设的出线孔伸出，角度传感器顶部插入内轴底部开设的圆孔内且角度传感器的连接头紧靠弹簧挡板，角度传感器连接头在弹簧挡板转动时跟随弹簧挡板一起转动。

进一步的，所述传感器安装板的最大外径小于外轴的最大外径。

进一步的，所述内轴开设有四段台肩，由上至下分别为第一台肩、第二台肩、第三台肩和第四台肩，第一轴承的内侧紧贴内轴的第一台肩，大长方形孔和小长方形孔开设在内轴的第二台肩上，挡圈槽开设在内轴的第三台肩上，内轴的第四台肩的最大外径与内轴的第二台肩的最大外径相等，内轴的第四台肩用于支撑标准挡圈的下端面。

进一步的，所述外轴开设有六段台肩，由上至下分别为第一台肩、第二台肩、第三台肩、第四台肩、第五台肩和第六台肩，第一轴承的外侧紧贴外轴的第一台肩，弹簧盖板和弹簧压板固定在外轴的第二台肩上，弹簧压板的下端紧贴在外轴的第二台肩和第三台肩相邻的台阶侧面上；外轴的第三台肩的内壁上开设有对称设置的两个内部直槽，内部直槽直接开设到外轴的第二台肩和第三台肩相邻的台阶侧面上，弹簧挡板下方部分插入内部直槽内并可以转动一定角度；外轴的第四台肩用于形成第二轴承的上端支撑，外轴的第四台肩和第五台肩相邻的台阶侧面紧贴第二轴承的上端面；第二轴承的外侧面紧贴外轴的第五台肩；角度传感器安装在外轴的第六台肩内部的空腔内。

进一步的，所述传感器安装板中部设有安装槽，角度传感器底部部分突出且角度传感器底部的突出部分设置在传感器安装板的安装槽内。

进一步的，所述弹簧盖板呈圆弧状。

本发明的有益效果在于：本发明能够适应各种仓储物流车辆的转向系统，安装简单、方便；采用模块化，若有零部件损坏，只需更换这个零部件，其他的连接件不需要更换，相比以往更加省时省力。整套装置结构简单、安装紧凑、占用的空间小、拆装方便，内部零件都被外轴包裹着，和外界没有直接接触，更好地保护内部零件，延长使用寿命，在各种仓储设备车型号上都可使用。

附图说明

图1是本发明一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置的结构示意图。

图2是本发明内轴的剖视结构示意图。

图3是本发明内轴的三维结构示意图。

图4是本发明传感器安装板的结构示意图。

图5是本发明弹簧挡板的结构示意图。

图中，1-内轴、2-外轴、3-第一轴承、4-弹簧压板、5-弹簧挡块、6-第二轴承、7-标准挡圈、8-角度传感器、9-传感器安装板、10-弹簧挡板、11-弹簧、12-弹簧盖板、13-外接盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1～5所示，一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，包括内轴1、外轴2、第一轴承3、弹簧压板4、弹簧挡块5、第二轴承6、标准挡圈7、角度传感器8、传感器安装板9、弹簧挡板10、弹簧11、弹簧盖板12和外接盖13；所述内轴1套装在所述外轴2内部，所述外轴2的内侧上端设置有用于第一轴承3定位的上端轴承定位轴肩，所述外轴2的内侧中下端还设置有用于第二轴承6定位的下端轴承定位轴肩。

所述内轴1和外轴2的上端通过第一轴承3连接，第一轴承3的下端面紧贴在上端轴承定位轴肩的台阶侧面，外接盖13固定在内轴1的上端面上，第一轴承3的上端面部分紧贴在外接盖13的下端面上；所述内轴1的下端和外轴2的内侧中下端通过第二轴承6连接，第二轴承6的上端面紧贴在下端轴承定位轴肩的台阶侧面，内轴1上还开设有用于固定第二轴承6的挡圈槽，标准挡圈7固定在挡圈槽内，标准挡圈7的上端紧贴在第二轴承6的下端面上，标准挡圈7约束第二轴承6的轴向移动。外接盖直接连接外接设备，起到整个装置与其他零件的连接。

所述第一轴承3和第二轴承6之间的内轴1上开设有大长方形孔和小长方形孔，大长方形孔和小长方形孔开设的方向相互垂直，小长方形孔与大长方形孔的内部相连通，弹簧挡板10固定安装在大长方形孔内，弹簧挡板10的两端伸出到内轴1的大长方形孔外侧，弹簧压板4固定安装在小长方形孔内，弹簧压板4的两端伸出到内轴1的小长方形孔外侧。弹簧压板4起防止弹簧11侧滑和增加弹簧11的安装预紧力的作用。

所述外轴2内部固定有四个弹簧挡块5和四个圆弧板，弹簧挡块5和圆弧板依次间隔安装在外轴2内部，且弹簧挡块5和圆弧板的高度与弹簧挡板10的安装高度相等；弹簧盖板12设置在弹簧挡块5上方的外轴2与内轴1之间，弹簧盖板12固定在四个圆弧板上。弹簧挡块5起防止弹簧11侧滑和增加弹簧11安装的预紧力的作用。弹簧盖板12也可以是其它形状，起到防止弹簧因安装错误而弹出伤人的作用。

所述弹簧11设置有八段且均呈半圆弧形，每块弹簧挡块5与其相邻的弹簧挡板10或弹簧压板4之间均设置有一段弹簧11。

所述弹簧挡板10分为上方部分和下方部分，弹簧挡板10的上方部分与弹簧压板4等高设置，所述弹簧挡板10的下方部分伸出到内轴1外的部分直接插入外轴2开设的内部直槽内，弹簧挡板10与外轴2开设的内部直槽的前后左右方向均设有间隙，内轴1转动一定角度时弹簧挡板10下方部分与外轴2开设的内部直槽接触并带动外轴2一起转动。

所述内轴1底部开设有圆孔，大长方形孔的下端部分与所述内轴1底部开设的圆孔相连通。

所述传感器安装板9固定在外轴2底部，且传感器安装板9底部开有出线孔，角度传感器8固定安装在传感器安装板9上，角度传感器8的接线通过传感器安装板9底部开设的出线孔伸出，角度传感器8顶部插入内轴1底部开设的圆孔内且角度传感器8的连接头紧靠弹簧挡板10，角度传感器8连接头在弹簧挡板10转动时跟随弹簧挡板10一起转动。

所述传感器安装板9的最大外径小于外轴2的最大外径。

所述内轴1开设有四段台肩，由上至下分别为第一台肩、第二台肩、第三台肩和第四台肩，第一轴承3的内侧紧贴内轴1的第一台肩，大长方形孔和小长方形孔开设在内轴1的第二台肩上，挡圈槽开设在内轴1的第三台肩上，内轴1的第四台肩的最大外径与内轴1的第二台肩的最大外径相等，内轴1的第四台肩用于支撑标准挡圈7的下端面。

所述外轴2开设有六段台肩，由上至下分别为第一台肩、第二台肩、第三台肩、第四台肩、第五台肩和第六台肩，第一轴承3的外侧紧贴外轴2的第一台肩，弹簧盖板12和弹簧压板4固定在外轴2的第二台肩上，弹簧压板4的下端紧贴在外轴2的第二台肩和第三台肩相邻的台阶侧面上；外轴2的第三台肩的内壁上开设有对称设置的两个内部直槽，内部直槽直接开设到外轴2的第二台肩和第三台肩相邻的台阶侧面上，弹簧挡板10下方部分插入内部直槽内并可以转动一定角度；外轴2的第四台肩用于形成第二轴承6的上端支撑，外轴2的第四台肩和第五台肩相邻的台阶侧面紧贴第二轴承6的上端面；第二轴承6的外侧面紧贴外轴2的第五台肩；角度传感器8安装在外轴2的第六台肩内部的空腔内。

所述传感器安装板9中部设有安装槽，角度传感器8底部部分突出且角度传感器8底部的突出部分设置在传感器安装板9的安装槽内。

所述弹簧盖板12呈圆弧状。

本发明的具体工作流程如下：转动车辆的方向盘，外接盖13随着方向盘转动而转动，进而带动内轴1转动，内轴1会压缩弹簧11到一定程度带动外轴2一起转动，同时弹簧挡板10会带动角度传感器8顶部旋转头转动，从而使角度传感器8记录其转过的角度并将此信号转变为电压信号输出到电子控制单元。工作时，可分为两种工作状态，第一种工作状态是当内轴1有转动的时候，角度传感器8会记录其转过的角度，并转化成电信号进行输出；第二种工作状态是当内轴1转到一定的角度后，内轴会通过压缩弹簧11到一定角度带动外轴2一起转动。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，其特征在于：包括内轴（1）、外轴（2）、第一轴承（3）、弹簧压板（4）、弹簧挡块（5）、第二轴承（6）、标准挡圈（7）、角度传感器（8）、传感器安装板（9）、弹簧挡板（10）、弹簧（11）、弹簧盖板（12）和外接盖（13）；所述内轴（1）套装在所述外轴（2）内部，所述外轴（2）的内侧上端设置有用于第一轴承（3）定位的上端轴承定位轴肩，所述外轴（2）的内侧中下端还设置有用于第二轴承（6）定位的下端轴承定位轴肩；

所述内轴（1）和外轴（2）的上端通过第一轴承（3）连接，第一轴承（3）的下端面紧贴在上端轴承定位轴肩的台阶侧面，外接盖（13）固定在内轴（1）的上端面上，第一轴承（3）的上端面部分紧贴在外接盖（13）的下端面上；所述内轴（1）的下端和外轴（2）的内侧中下端通过第二轴承（6）连接，第二轴承（6）的上端面紧贴在下端轴承定位轴肩的台阶侧面，内轴（1）上还开设有用于固定第二轴承（6）的挡圈槽，标准挡圈（7）固定在挡圈槽内，标准挡圈（7）的上端紧贴在第二轴承（6）的下端面上，标准挡圈（7）约束第二轴承（6）的轴向移动；

所述第一轴承（3）和第二轴承（6）之间的内轴（1）上开设有大长方形孔和小长方形孔，大长方形孔和小长方形孔开设的方向相互垂直，小长方形孔与大长方形孔的内部相连通，弹簧挡板（10）固定安装在大长方形孔内，弹簧挡板（10）的两端伸出到内轴（1）的大长方形孔外侧，弹簧压板（4）固定安装在小长方形孔内，弹簧压板（4）的两端伸出到内轴（1）的小长方形孔外侧；

所述外轴（2）内部固定有四个弹簧挡块（5）和四个圆弧板，弹簧挡块（5）和圆弧板依次间隔安装在外轴（2）内部，且弹簧挡块（5）和圆弧板的高度与弹簧挡板（10）的安装高度相等；弹簧盖板（12）设置在弹簧挡块（5）上方的外轴（2）与内轴（1）之间，弹簧盖板（12）固定在四个圆弧板上；

所述弹簧（11）设置有八段且均呈半圆弧形，每块弹簧挡块（5）与其相邻的弹簧挡板（10）或弹簧压板（4）之间均设置有一段弹簧（11）；

所述弹簧挡板（10）分为上方部分和下方部分，弹簧挡板（10）的上方部分与弹簧压板（4）等高设置，所述弹簧挡板（10）的下方部分伸出到内轴（1）外的部分直接插入外轴（2）开设的内部直槽内，弹簧挡板（10）与外轴（2）开设的内部直槽的前后左右方向均设有间隙，内轴（1）转动一定角度时弹簧挡板（10）下方部分与外轴（2）开设的内部直槽接触并带动外轴（2）一起转动；

所述内轴（1）底部开设有圆孔，大长方形孔的下端部分与所述内轴（1）底部开设的圆孔相连通；所述内轴（1）开设有四段台肩，由上至下分别为第一台肩、第二台肩、第三台肩和第四台肩，第一轴承（3）的内侧紧贴内轴（1）的第一台肩，大长方形孔和小长方形孔开设在内轴（1）的第二台肩上，挡圈槽开设在内轴（1）的第三台肩上，内轴（1）的第四台肩的最大外径与内轴（1）的第二台肩的最大外径相等，内轴（1）的第四台肩用于支撑标准挡圈（7）的下端面；

所述外轴（2）开设有六段台肩，由上至下分别为第一台肩、第二台肩、第三台肩、第四台肩、第五台肩和第六台肩，第一轴承（3）的外侧紧贴外轴（2）的第一台肩，弹簧盖板（12）和弹簧压板（4）固定在外轴（2）的第二台肩上，弹簧压板（4）的下端紧贴在外轴（2）的第二台肩和第三台肩相邻的台阶侧面上；外轴（2）的第三台肩的内壁上开设有对称设置的两个内部直槽，内部直槽直接开设到外轴（2）的第二台肩和第三台肩相邻的台阶侧面上，弹簧挡板（10）下方部分插入内部直槽内并可以转动一定角度；外轴（2）的第四台肩用于形成第二轴承（6）的上端支撑，外轴（2）的第四台肩和第五台肩相邻的台阶侧面紧贴第二轴承（6）的上端面；第二轴承（6）的外侧面紧贴外轴（2）的第五台肩；角度传感器（8）安装在外轴（2）的第六台肩内部的空腔内；

所述传感器安装板（9）固定在外轴（2）底部，且传感器安装板（9）底部开有出线孔，角度传感器（8）固定安装在传感器安装板（9）上，角度传感器（8）的接线通过传感器安装板（9）底部开设的出线孔伸出，角度传感器（8）顶部插入内轴（1）底部开设的圆孔内且角度传感器（8）的连接头紧靠弹簧挡板（10），角度传感器（8）连接头在弹簧挡板（10）转动时跟随弹簧挡板（10）一起转动。

2.根据权利要求1所述的一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，其特征在于：所述传感器安装板（9）的最大外径小于外轴（2）的最大外径。

3.根据权利要求1所述的一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，其特征在于：所述传感器安装板（9）中部设有安装槽，角度传感器（8）底部部分突出且角度传感器（8）底部的突出部分设置在传感器安装板（9）的安装槽内。

4.根据权利要求1所述的一种单层短弹簧双挡板式转矩信号获取装置，其特征在于：所述弹簧盖板（12）呈圆弧状。

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