CN203819335U - 一种磁力驱动式转角传感器 - Google Patents

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方遒
杨福清
韩锋钢
孙贵斌
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Abstract

一种磁力驱动式转角传感器,涉及传感器。设有方形磁钢、信号盘与轴、条形磁铁、电路板盖、支架螺栓、限位块、电路板、主动轴、石墨垫片、端盖支架、磁钢槽、衬套组件、卡箍、U形支架、石棉油封和含油轴承。信号盘与轴用于固定和支撑方形磁钢并随主动轴转动,条形磁铁固定在信号盘与轴上,信号盘与轴的周围镶有18个方形磁钢,信号盘与轴的信号轴下方与U形支架连接;限位块连接到非转动零件上,电路板设在条形磁铁上;石墨垫片设在卡箍下方,端盖支架和U形支架与主动轴配合连接;端盖支架与石棉油封连接;衬套组件设在主动轴上,衬套组件中间均布6个磁钢槽,卡箍将衬套组件固定在主动轴上,U形支架上方边沿设有限位块。

Description

一种磁力驱动式转角传感器
技术领域
本实用新型涉及传感器,尤其是涉及一种磁力驱动式转角传感器。
背景技术
转角传感器用于测量转动的角度和转动方向的元件。现市场上主流转角传感器利用光电式和磁阻式的测量方法,其中光电式装置受温度影响较大,可靠性不高,价格较贵;磁阻式装置主要是利用主动齿轮带动二个测量从动齿轮转动,通过齿轮上的转角传感器分别读取二个从动齿轮的角度变化,通过各参数的关系,建立二元不定方程,进而计算解出二齿轮的转动绝对角度值,再通过齿轮啮合转动原理计算出方向盘转角,算法相对复杂,成本昂贵,若对转角控制精度不高的控制系统(如汽车上随动转向前大灯等)而言,需批量生产的项目成本问题是阻碍中小企业项目发展的技术瓶颈。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有转角和转向测量算法复杂、成本过高、可靠性不高等问题,提供一种磁力驱动式转角传感器。
本实用新型设有方形磁钢、信号盘与轴、条形磁铁、电路板盖、支架螺栓、限位块、电路板、主动轴、石墨垫片、端盖支架、磁钢槽、衬套组件、卡箍、U形支架、石棉油封和含油轴承;
所述信号盘与轴用于固定和支撑方形磁钢并随主动轴转动,条形磁铁固定在信号盘与轴上,信号盘与轴的周围镶有18个方形磁钢,信号盘与轴的信号轴下方通过含油轴承与U形支架连接;限位块通过滑槽连接到非转动零件上,电路板设在条形磁铁上;石墨垫片设在卡箍下方,端盖支架和U形支架与主动轴通过支架螺栓间隙配合连接成整体;端盖支架通过支架螺栓与石棉油封连接并构成整体式支架;衬套组件设在主动轴上,衬套组件中间均布6个磁钢槽,卡箍将衬套组件固定在主动轴上,电路板盖通过卡槽固定在U形支架上方,U形支架上方边沿设有限位块,信号盘与轴的信号轴周围设有石棉油封。
本实用新型具有以下有益效果:
1、非接触测量、抗干扰能力强、稳定可靠。
2、安装方便,无需拆卸方向盘、万向节等。
3、节约开发成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。
图2为图1的俯视结构组成示意图。
图3为图1的左视结构组成示意图。
具体实施方式
参见图1~3,本实用新型实施例设有方形磁钢1、信号盘与轴2、条形磁铁3、电路板盖4、支架螺栓5、限位块6、电路板7、主动轴8、石墨垫片9、端盖支架10、磁钢槽11、衬套组件12、卡箍13、U形支架14、石棉油封15和含油轴承16;
所述信号盘与轴2用于固定和支撑方形磁钢1,并随主动轴8转动,条形磁铁3固定在信号盘与轴2上,信号盘与轴2的周围镶有18个方形磁钢1,信号盘与轴2的信号轴下方通过含油轴承16与U形支架14连接;限位块6通过滑槽连接到非转动的零件上,电路板7设在条形磁铁3上;石墨垫片9设在卡箍13下方,端盖支架10和U形支架14与主动轴8通过支架螺栓5间隙配合连接成整体;端盖支架10通过支架螺栓5与石棉油封15连接并构成整体式支架;衬套组件12设在主动轴8上,衬套组件12中间均布6个磁钢槽11,卡箍13将衬套组件12固定在主动轴8上,电路板盖4通过卡槽固定在U形支架14上方,U形支架14上方边沿设有限位块6,信号盘与轴2的信号轴周围设有石棉油封15。
方形磁钢1利用异性相吸的原理驱动信号盘与轴2转动;信号盘与轴2用于固定和支撑方形磁钢1,并随主动轴8转动;条形磁铁3固定在信号盘与轴2上,利用磁场的变化,给电路板上的磁阻芯片提供转角信号;电路板盖4是为方便电路板安装和检测而设计,同时便于信号盘与轴2的装配;限位块6用于限制本实用新型在左右方向运动,通过滑槽连接到非转动的零件上;电路板7具有转角信号的拾取和信号处理的作用,输出转角信号;主动轴8用于传递转动的信号,是转角传感器的信号源;石墨垫片9能增大卡箍13与U形支架14的受力面积;端盖支架10通过支架螺栓5连接端盖支架10与U形支架14,构成整体式支架;衬套组件12具有固定支撑主动轴上磁钢的作用,同时具有连接上下支架的作用,随主动轴8转动;卡箍13将衬套组件12抱死在主动轴8上,限制整个传感器在上下方向的运动;U形支架14用于固定信号盘与轴2,同时支撑电路板7;石棉油封15采用石棉密封,具有保持润滑和防尘作用;含油轴承16用于减小信号盘与轴2与U形支架14的摩擦。
主动轴8上的衬套组件12上下端是类花键条状,利用减小受力面积,增大卡箍13的预紧力,将传感器抱死在光滑的主动轴8上,卡箍13下方镶有一个石墨垫片9,增大卡箍13与支架的受力面积,同时减小二者之间的摩擦,端盖支架10和U形支架14与主动轴8通过支架螺栓5间隙配合连接成整体,衬套组件12中间含有均匀分布6个磁钢槽11的信号盘,方形磁钢1可固定在磁钢槽11中,随主动轴8转动,衬套组件12下方同上方结构功能类似。信号盘与轴2中磁钢信号盘半径是衬套组件12中磁钢信号盘半径的3倍,周围镶有18个方形磁钢1,主动轴8上的磁钢1与信号盘与轴2上的磁钢1相距3~5mm,信号盘与轴2下方通过含油轴承16与U形支架14连接,周围附有石棉油封15,起到防尘和润滑的作用,信号盘与轴2中间是脱空,减小信号盘与轴2的质量,同时信号盘与轴2上方也有卡槽11,通过磁铁胶固定一块条形磁铁3,随同信号盘与轴2转动,条形磁铁上方3~5mm有个磁阻芯片的电路板7,绝对式的非接触测试转角和转向信号,U形支架14上方开有电路板盖4,方便电路板7和信号盘与轴2装配与调试,电路板盖4通过塑料卡槽固定在U形支架14上方。U形支架14上方边沿有个限位块6,通过滑槽连接到非转动的零件上,限制传感器随同转轴转动。
以下给出本实用新型的工作原理:
主动轴8随同外部扭矩而左右转动,同时带动固定在主动轴8上的衬套组件12的方形磁钢1,充分利用钕铁硼磁钢具有超强的磁性,磁力驱动信号盘与轴2上的方形磁钢1,信号盘与轴2随着转动,转动方向与主动轴8相反。电路板7上磁阻式转角传感器测量范围为±180°,若测量转角范围为±540°,可以使主动轴8和信号盘与轴2半径和方形磁钢1数量比均是1∶3。磁阻芯片是本实用新型的核心元件,通过信号盘与轴2的转动带动磁阻芯片下方的条形磁钢3转动,磁阻芯片上的巨磁电阻感应磁场大小和方向的变化,从而产生磁场位置角度信号,通过电路板上的控制算法,转换为方向盘的绝对位置转角和转向信号输出。

Claims (1)

1.一种磁力驱动式转角传感器,其特征在于设有方形磁钢、信号盘与轴、条形磁铁、电路板盖、支架螺栓、限位块、电路板、主动轴、石墨垫片、端盖支架、磁钢槽、衬套组件、卡箍、U形支架、石棉油封和含油轴承;
所述信号盘与轴用于固定和支撑方形磁钢并随主动轴转动,条形磁铁固定在信号盘与轴上,信号盘与轴的周围镶有18个方形磁钢,信号盘与轴的信号轴下方通过含油轴承与U形支架连接;限位块通过滑槽连接到非转动零件上,电路板设在条形磁铁上;石墨垫片设在卡箍下方,端盖支架和U形支架与主动轴通过支架螺栓间隙配合连接成整体;端盖支架通过支架螺栓与石棉油封连接并构成整体式支架;衬套组件设在主动轴上,衬套组件中间均布6个磁钢槽,卡箍将衬套组件固定在主动轴上,电路板盖通过卡槽固定在U形支架上方,U形支架上方边沿设有限位块,信号盘与轴的信号轴周围设有石棉油封。
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GB2543925A (en) * 2015-09-18 2017-05-03 Honeywell Int Inc Multi-turn angle position sensor (extendible for more than 10 turns)

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GB2543925A (en) * 2015-09-18 2017-05-03 Honeywell Int Inc Multi-turn angle position sensor (extendible for more than 10 turns)
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