CN201368740Y - 角度位置变换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角度位置变换装置，包括壳体、磁钢支架、传感器和线路板，磁钢支架装入壳体且与壳体转动配合，传感器和线路板均安装在壳体内，磁钢支架的一端还装连有磁钢片和铁环，磁钢片有两个且分别置于铁环环路的内侧面上，传感器支架安装在壳体内，传感器安装在传感器支架的传感器定位孔中，且传感器置于两个磁钢片之间，传感器与线路板电连接。本实用新型无磁场滞后损耗、精度高、稳定性好、安装方便且产品质量好的角度位置变换装置。

Description

角度位置变换装置

技术领域

本实用新型涉及一种机动车的油门控制装置，具体地说，是一种用来控制机动车发动机气缸进油量的非接触式电子油门踏板的控制部分。

背景技术

众所周知，为控制机动车气缸的进油量，进而控制发动机的转速和功率，最终实现对机动车车速的控制，在机动车的驾驶室内都设置有油门踏板。传统的油门踏板大都是通过连杆或拉索来实现油门开度控制的，其一系列动作均为机械运动。由于这种油门踏板的一系列动作都是机械运动，使得其传动精度和灵敏度都不高.而普通接触式电控油门又存在可靠性较低和使用寿命较短的问题。故目前，转动角位移的检测广泛地被应用于工业部门。角位移传感器应用在汽车加速器踏板上，可以控制引擎单元的阀门开启；应用在轮船上可以进行舵轮转轴转角控制；亦可应用于重型或农业机械设备的转角位置控制等装置上。一般情况下采用把转动角度通过机械传动装置转成直线位移或转角以带动直线电阻器或电位器把角度信号转成电压信号。其中非接触式测量转动角位移可采用的传感器有码盘式传感器，光栅传感器，霍尔元件传感器，磁敏元件传感器等，在实际使用中应能在环境温度在-40℃到+70℃的工作条件下工作，工作寿命至少需达到动作5百万次以上，并可长期工作在灰尘和振动很大的环境下。

然而现有的电喷式汽车采用的电位器式传感器来控制汽车的喷油量。它主要是由一块喷涂上电阻薄膜轨迹印刷电路板或陶瓷基片组成，由电刷触点输出角位移信号的大小。由于电阻值会随环境温度改变而改变，电刷触点在电阻轨道上滑动，其工作寿命也有限，而电位器输出的电压需要电阻器在一个很苛刻的工作环境下工作，环境温度的变化会造成在在工厂工作环境下调试的数据，在运行环境下会产生很大的误差，以致超出允许的检测范围。同时，喷涂在印刷板或陶瓷基片上的电阻层与电刷之间的不断磨损，会影响电位器或传感器的工作寿命和接触的可靠性，而灰尘、空气湿度，振动等参数亦会增加电气噪声和检测的精度。如果要改进上述存在的问题，所设计的电位器式传感器无论在机械上，材料的选用上，电气加工工艺上都会增加生产成本。

于是出现了将非接触式测量转动角位移技术运用到电喷汽车上用于控制汽车喷油量，如专利ZL200520068936.4，但是此专利使用了纯铁片传递磁场，使得磁场传递产生滞后，产生了损耗，影响传感器感应磁场的精度和稳定性，且生产过程中需要将传感器横向插入磁感应区中，安装不方便，装配效率不高，产品质量受到影响。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种无磁场滞后损耗、精度高、稳定性好的角度位置变换装置。

实现上述目的的技术方案是：一种角度位置变换装置，包括壳体、磁钢支架、传感器和线路板，磁钢支架装入壳体且与壳体转动配合，传感器和线路板均安装在壳体内，其改进在于：磁钢支架的一端还装连有磁钢片和铁环，磁钢片有两个且分别置于铁环环路的内侧面上，传感器支架安装在壳体内，传感器安装在传感器支架的传感器定位孔中，且传感器置于两个磁钢片之间，传感器与线路板电连接。

所述磁钢支架的另一端设有一凹槽或豁口，磁钢支架的一端设有用于安装磁钢片和铁环的定位支柱。

所述铁环是由两端的两条呈圆弧形的环边连接中间的两条呈长条形的环边而形成环路，两个磁钢片分别紧贴在铁环环路的两条长条形环边的内侧面上，所述磁钢支架的一端设有两个定位支柱且分别位于铁环环路的两条圆弧形环边的内侧面。

所述传感器支架的一个端面上具有传感器定位柱和支架定位孔，以及环绕在传感器定位柱外围的环形凸台，传感器定位柱内设有传感器定位孔，传感器支架通过支架定位孔与壳体内设有的支架定位柱配合而固定在壳体内。

所述线路板上具有两行传感器焊接孔，每三个传感器焊接孔为一行，所述传感器有两个，每个传感器的三个引脚对应一行传感器焊接孔，且两个传感器的引脚分别安装在两行传感器焊接孔内，传感器支架的传感器定位孔为矩形孔，两个传感器贴合并垂直插入传感器支架的传感器定位孔中且插至孔底，线路板与传感器支架的另一个端面贴合，传感器支架的另一个端面上还具有线路板定位柱，线路板通过自身的定位孔与线路板定位柱配合而固定在传感器支架上，传感器的引脚焊接在线路板上。

所述壳体由支承盖、壳座和外端盖组成，支承盖上具有支承孔，磁钢支架的另一端与支承盖的支承孔转动配合。

支承盖内端面的靠磁钢支架轴肩处设有O形密封圈，壳体上具有安装孔。

所述传感器为霍尔传感器，且选用HAL815芯片或TLE4997芯片。

本实用新型由于采用了磁钢支架上装有磁钢片和铁环，磁钢片有两个且分别置于铁环环路的内侧面上，磁钢支架装入壳体且与壳体转动配合，传感器支架和线路板均安装在壳体内，传感器安装在传感器支架的传感器定位孔中，且传感器置于两个磁钢片之间这种结构，使得传感器的感应变为直接感应，传感器感应磁场的精度和稳定性都得到了提高，且无磁场滞后损耗，且生产装配过程中，传感器垂直直接插入磁感应区中，相应的安装就比较方便，且传感器的安装可以一次性装到位，而不需要进行调整，提高了装配效率，传感器安装的到位更保证了本实用新型的精度、稳定性和产品的质量。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为本实用新型的结构示意图之一；

图5为本实用新型的结构示意图之二；

图6为图1中的磁钢支架的主视图；

图7为图6的右视图；

图8为图6的左视图；

图9为图8的C-C剖视图；

图10本实用新型的使用状态图之一；

图11为本实用新型的使用安装位置图；

图12为本实用新型的磁钢片、铁环和传感器的安装位置平面图(其中虚线表示工作时的位置)；

图13本实用新型的踏板行程对应的信号输出特性图。

具体实施方式

下面结合附图，对实用新型作进一步地描述。

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，一种角度位置变换装置，包括壳体1、磁钢支架4、传感器9和线路板10，磁钢支架4装入壳体1且与壳体1转动配合，传感器9和线路板10均安装在壳体1内，磁钢支架4的一端装连有磁钢片5和铁环6，磁钢片5有两个且分别置于铁环6环路的内侧面上，传感器支架8安装在壳体1内，传感器9安装在传感器支架8的传感器定位孔8-1中，且传感器9置于两个磁钢片5之间，传感器9与线路板10电连接。

如图6、7所示，所述磁钢支架4的另一端设有一凹槽4-1或豁口，磁钢支架4的一端设有用于安装磁钢片5和铁环6的定位支柱4-2。

如图3、4、5、8、9所示，所述铁环6是由两端的两条呈圆弧形的环边连接中间的两条呈长条形的环边而形成环路，两个磁钢片5分别紧贴在铁环6环路的两条长条形环边的内侧面上，所述磁钢片5的长度与长条形环边的内侧面相对应，这样可以保证磁场的强度，从而保证了传感器传感的精度，所述磁钢支架4的一端设有两个定位支柱4-2且分别位于铁环6环路的两条圆弧形环边的内侧面。

如图4、5所示，所述传感器支架8的一个端面上具有传感器定位柱8-4和支架定位孔8-3，以及环绕在传感器定位柱8-4外围的环形凸台8-5，传感器定位柱8-4内设有传感器定位孔8-1，传感器定位柱8-4与传感器定位孔8-1是同轴的，这样也是保证精度的手段之一，传感器支架8通过支架定位孔8-3与壳体1内设有的支架定位柱7-1配合而固定在壳体1内。

如图4、5所示，所述线路板10上具有两行传感器焊接孔10-1，每三个传感器焊接孔10-1为一行，所述传感器9有两个，每个传感器9的三个引脚对应一行传感器焊接孔10-1，且两个传感器9的引脚分别安装在两行传感器焊接孔10-1内，传感器支架8的传感器定位孔8-1为矩形孔，两个传感器9贴合并垂直插入传感器支架8的传感器定位孔8-1中且插至孔底，线路板10与传感器支架8的另一个端面贴合，传感器支架8的另一个端面上还具有线路板定位柱8-2，线路板10通过自身的定位孔10-2与线路板定位柱8-2配合而固定在传感器支架8上，传感器9的引脚焊接在线路板10上。

如图1、4、5所示，壳体1由支承盖2、壳座7和外端盖11组成，支承盖2上具有支承孔2-1，磁钢支架4的另一端与支承盖2的支承孔2-1转动配合。壳体1由螺钉15固定在壳体支承座16上，螺钉15为带垫螺钉，且安装的时候还套装有弹垫。所述磁钢支架4上还有一凸块4-3，壳座7上具有环形凸台7-2，环形凸台7-2上端有一豁口7-2-1，凸块4-3位于豁口7-2-1中，凸块4-3的作用是在安装时用于区别N、S极。壳座7上还安装有密封块12，此密封块12为橡胶的，起到密封作用，密封块12上有出线孔，线路板10上的连接线穿过出线孔，再引到壳体1外。

如图4、5所示，支承盖2内端面的靠磁钢支架4轴肩处设有O形密封圈3，壳体1上具有安装孔1-1。

所述传感器9为霍尔传感器，且选用HAL815芯片或TLE4997芯片。传感器9通过线路板10将测得的信号送到相应的控制电路。

如图10、11所示，本实用新型在使用的时候通过螺钉15安装在踏板13上的壳体支承座16上，踏板13踏下去后带动传感器轴14转动，磁钢支架4转动，则磁钢片5和铁环6转动，传感器9在磁钢片5中感应到了磁场的变化(如图12所示)后，将这个变化转换为相应的电压信号通过线路板10提供给ECU(引擎控制单元)，从而控制油喷量的大小。踏板15从空程状态下变换到满程状态时，对应的输出电压信号成相应线性变化，S1表示输出信号1，S2表示输出信号2，SY表示在踏板行程的同一点上S1与S2的关系，同步偏差SY＝(S1/2)-S2＝±0.07V。(如图13所示)。

Claims (8)

1、一种角度位置变换装置，包括壳体(1)、磁钢支架(4)、传感器(9)和线路板(10)，磁钢支架(4)装入壳体(1)且与壳体(1)转动配合，传感器(9)和线路板(10)均安装在壳体(1)内，其特征在于：磁钢支架(4)的一端装连有磁钢片(5)和铁环(6)，磁钢片(5)有两个且分别置于铁环(6)环路的内侧面上，传感器支架(8)安装在壳体(1)内，传感器(9)安装在传感器支架(8)的传感器定位孔(8-1)中，且传感器(9)置于两个磁钢片(5)之间，传感器(9)与线路板(10)电连接。

2、根据权利要求1所述的角度位置变换装置，其特征在于：所述磁钢支架(4)的另一端设有一凹槽(4-1)或豁口，磁钢支架(4)的一端设有用于安装磁钢片(5)和铁环(6)的定位支柱(4-2)。

3、根据权利要求1所述的角度位置变换装置，其特征在于：所述铁环(6)是由两端的两条呈圆弧形的环边连接中间的两条呈长条形的环边而形成环路，两个磁钢片(5)分别紧贴在铁环(6)环路的两条长条形环边的内侧面上，所述磁钢支架(4)的一端设有两个定位支柱(4-2)且分别位于铁环(6)环路的两条圆弧形环边的内侧面。

4、根据权利要求1所述的角度位置变换装置，其特征在于：所述传感器支架(8)的一个端面上具有传感器定位柱(8-4)和支架定位孔(8-3)，以及环绕在传感器定位柱(8-4)外围的环形凸台(8-5)，传感器定位柱(8-4)内设有传感器定位孔(8-1)，传感器支架(8)通过支架定位孔(8-3)与壳体(1)内设有的支架定位柱(7-1)配合而固定在壳体(1)内。

5、根据权利要求1所述的角度位置变换装置，其特征在于：所述线路板(10)上具有两行传感器焊接孔(10-1)，每三个传感器焊接孔(10-1)为一行，所述传感器(9)有两个，每个传感器(9)的三个引脚对应一行传感器焊接孔(10-1)，且两个传感器(9)的引脚分别安装在两行传感器焊接孔(10-1)内，传感器支架(8)的传感器定位孔(8-1)为矩形孔，两个传感器(9)贴合并垂直插入传感器支架(8)的传感器定位孔(8-1)中且插至孔底，线路板(10)与传感器支架(8)的另一个端面贴合，传感器支架(8)的另一个端面上还具有线路板定位柱(8-2)，线路板(10)通过自身的定位孔(10-2)与线路板定位柱(8-2)配合而固定在传感器支架(8)上，传感器(9)的引脚焊接在线路板(10)上。

6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的角度位置变换装置，其特征在于：所述壳体(1)由支承盖(2)、壳座(7)和外端盖(11)组成，支承盖(2)上具有支承孔(2-1)，磁钢支架(4)的另一端与支承盖(2)的支承孔(2-1)转动配合。

7、根据权利要求6所述的角度位置变换装置，其特征在于：支承盖(2)内端面的靠磁钢支架(4)轴肩处设有O形密封圈(3)，壳体(1)上具有安装孔(1-1)。

8、根据权利要求7所述的角度位置变换装置，其特征在于：所述传感器(9)为霍尔传感器，且选用HAL815芯片或TLE4997芯片。

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