TWI460414B - Non - contact steering sensing method and device - Google Patents

Description

非接觸式轉向感測方法與裝置

本發明係一種非接觸式轉向感測裝置，尤指一種感測設於一轉軸上二相異極對數磁鐵環之磁場訊號的相位差，經由運算可同時得到轉軸力矩與旋轉角度的非接觸式轉向感測裝置，其可實現於汽車或自行車上。

因應環保意識與運動養生的概念風行，越來越多人以自行車作為日常休閒運動或是每天的通勤工具，尤以歐美地區而言，許多上班族已將自行車作為每天使用的交通工具，但受限於騎乘距離與地形變化，並非所有人都有足夠的體力負荷，因此利用電動馬達輔助帶動的電動輔助自行車便開始蘊育而生。

而現有的電動輔助自行車其輔助力皆需透過手把上的油門開關調整，其缺點是會增加騎乘者操作上的複雜度，需要一邊注意前方路況，同時一邊注意油門開關的調整，且電動輔助自行車馬達產生的力矩並非即刻提供輔助，而是需要騎乘者踩踏踏板半圈以上才會提供輔助功能，如在上坡起步時，騎乘者必須先以自身踩踏力驅動電動輔助自行車而後其馬達才會提供踏力輔助，如此會造成騎乘者使用上的不便。

因此現有可偵測轉軸之力矩與角度以提供輔助的技術，如美國發明專利權第7339370號「位置與力矩感測器(Position and torque sensor)」，請參閱圖17所示，係於 一輸入軸81與一輸出軸82之間夾設有一耦合器83，該輸入軸81與輸出軸82上分設有兩組相對的磁鐵環811、821以及一磁場感測元件84，該等磁鐵環811、821分別具有多數個相接的磁極(N、S)，且該等磁鐵環811、821具有相同的極對數，又磁場感測元件84是設在該等磁鐵環811、821之間，當輸入軸81受力旋轉時，會使耦合器83產生扭轉且帶動輸出軸82旋轉，而使兩組磁鐵環811、821的磁極產生極性偏移，由原N、N或S、S相對極性改變為N、S或S、N交互極性，該磁場感測元件84能偵測此極性偏移的變化，而達到感測力矩變化的目的；請參閱圖18所示，為了感測轉軸85旋轉的的角度，則是利用兩平行相對的磁鐵環851、852為不相等之極對數目的方式排列，如圖所示，該等磁鐵環851、852的極對數分別為N極對與N+1極對，當轉軸85旋轉不同角度位置時，設於該等磁鐵環851、852之間的一感測器86會偵測到不同極性的磁場，意即由相同極性漸次轉換至相異極性再漸次轉換至相同極性，藉由比對兩磁鐵環851、852之磁場極性差異而可得到轉軸85轉動的角度。

請參閱圖19所示，結合前述之力矩與角度偵測結構後，該專利案欲同時偵測力矩與角度則至少需要設置三組並排的磁鐵環811、821與852才可同時偵測輸入軸81與輸出軸82的力矩與旋轉角度，且各磁鐵環811、821與852需要具有多數個極對數，意即需要多數個磁極，造成製作成本增加且使用多數個磁鐵環易造成相互間的磁場干擾而造成訊號不佳的問題。

而如美國發明專利權第4874053號「力矩偵測裝置(Torque detecting apparatus)」，是利用磁鐵組搭配霍爾感測器進行力矩偵測，如圖20所示，其係在一扭力桿的上、下套筒91、92分設有一圓盤911、921，各圓盤911、921上設有多組固定排列方式而呈環狀的磁極(N、S)，且上、下套筒91、92之磁極配置方式相同，透過對應於上、下套筒91、92的兩個霍爾感測器931、932來量測上、下套筒91、92各自的磁場變化波形，藉由波形的相位差而可得到扭力桿之力矩變化值，不過霍爾感測器931、932僅能偵測轉軸之上、下套筒91、92的力矩而無法同時偵測扭力桿的角度，因此，仍有無法同時偵測到上、下套筒91、92之力矩與旋轉角度的問題。

如前揭所述，欲同時偵測轉軸的力矩與角度需要設置多組且複雜的感應元件，造成製造成本增加與訊號干擾的問題，因此本發明主要目的在提供一種非接觸式轉向感測方法與裝置，主要是分別取得轉軸於未受力與受力時之其中磁場訊號的相位差，再經轉換可得轉軸所受的力矩值，計算另一磁場訊號則可得轉軸旋轉的角度值，解決現有欲同時偵測力矩與角度時，需要設置多組且複雜的感應元件，而有結構複雜、成本增加以及訊號易受干擾的問題。

為達成前述目的所採取的主要技術手段係令前述非接觸式轉向感測方法包含有：取得當下轉軸分設於其兩端具有相異極對數量之磁鐵 環的磁場訊號；藉由其中一磁鐵環之磁場訊號，計算轉軸旋轉的角度值，同時取得未受力之另一磁鐵環的磁場訊號；計算轉軸當下與未受力之另一磁鐵環磁場訊號產生的相位差，該相位差經計算得一電壓的差異值，該差異值經一對照表轉換以得到轉軸受力扭轉的力矩值。為達成前述目的採取的主要技術手段係提供一非接觸式轉向感測裝置包含有：一單數極對磁鐵環，其設於一轉軸的一端，該單數極對磁鐵環包含有一組N極與S極磁鐵；一複數極對磁鐵環，其設於轉軸的另端且相對於單數極對磁鐵環，該複數極對磁鐵環包含有複數組N極與S極磁鐵，各N極磁鐵與各S極磁鐵是依序排列；二感磁元件，其分別對應單數極對磁鐵環與複數極對磁鐵環，以分別感測單、複數極對磁鐵環的磁場訊號；一控制器，其包含有一訊號解析模組，該控制器是與該等感磁元件連接以接收其感測的磁場訊號，該訊號解析模組計算複數極對磁鐵環之磁場訊號的相位差，該相位差經轉換以得到轉軸所受的力矩值，訊號解析模組計算單數極對磁鐵環之磁場訊號以得到轉軸旋轉的角度值。

利用前述元件組成的非接觸式轉向感測裝置，轉軸旋轉時，該等感磁元件分別取得單數極對磁鐵環與複數極對磁鐵環呈正弦波的磁場訊號，由於複數極對磁鐵環的磁鐵數量較多，其產生之正弦波的數量會較單數極對磁鐵環多，控制器分別記錄當下之單數極對磁鐵環與複數極對磁鐵 環的磁場訊號，當轉軸旋轉且一端受力時即會產生扭轉，對應於複數極對磁鐵環的感磁元件取得之磁場訊號相較其未受力的磁場訊號即會產生相位差，其中，轉軸旋轉的角度值由單數極對磁鐵環之磁場訊號直接轉換即可得到；控制器之訊號解析模組經由計算該相位差與轉換後，即可得到轉軸所受的力矩值，藉由該等感磁元件分別取得單、複數極對磁鐵環旋轉時的磁場訊號，由單數極對磁鐵環得到轉軸角度值，再由控制器進行複數極對磁鐵環之相位差運算可得到轉軸的力矩值，具有結構簡單與成本低的優點且兩磁鐵環不需緊靠以減少磁場訊號干擾，解決現有同時偵測力矩與角度的偵測裝置具有結構複雜、成本高與訊號易受干擾的問題。

請參閱圖1所示，係為現有一轉軸11的受力示意圖，該轉軸11可以是一扭力桿或是一可受力扭轉的傳動軸，其受到一正向力(Fz)而於轉軸11上產生一正向力矩(Tz)帶動旋轉，而旋轉過程中會因轉軸11另端存在一負載而形成之一相反於正向力(Fz)的反向力(Fc)，而對轉軸11產生一反向力矩(Tc)，由正、反向力矩(Tz、Tc)相互作用而使轉軸11產生一相對角度差(△ψ)，該相對角度差(△ψ)經由計算即可得到轉軸11所受的力矩值；如以自行車為例(圖中未示)，該正向力(Fz)可視為騎乘者施加的踩踏力，該反向力(Fc)可視為鏈條施加的拉力，踩踏力與拉力產生之相反方向的力矩，會 使轉軸11的一端產生扭轉。

關於本發明的第一較佳實施例，請參閱圖2至4所示，係為本發明之基本原理說明，其不限於自行車亦可用於汽車上，主要係於一轉軸20的一第一端21與一第二端22上分設有二相異極對數量的磁鐵環23，該轉軸20可以是一扭力桿或是一可受力產生扭轉的傳動軸，轉軸20的兩端分別受前述相反方向的正向力矩(Tz)與反向力矩(Tc)而產生扭轉，該等磁鐵環23分別為一具有單數極對的磁鐵環231與一具有複數極對的磁鐵環232，於本較佳實施例中，該複數極對磁鐵環232是以四組N極磁鐵與S極磁鐵組成，但不侷限於四組，該單數極對磁鐵環231係由一組分別呈半圓形的N極磁鐵與S極磁鐵對接而呈環狀，該複數極對磁鐵環232係設於轉軸20的另端且與單數極對磁鐵環231相對，該複數極對磁鐵環232的各N極磁鐵與各S極磁鐵是同心且依序並排於轉軸20的外周緣處而呈環狀，單、複數極對磁鐵環231、232的相對外側分設有一感磁元件24，該等感磁元件24呈直線排列且平行於轉軸20之軸線，用以感測單、複數極對磁鐵環231、232的磁場訊號，如圖3、4所示，當轉軸20旋轉一圈360度時，該等感磁元件24感測的磁場訊號分別對應單、複數極對磁鐵環231、232的極對數而產生一個正弦波形與四個正弦波形，而當前述之正向力矩(Tz)增加時，轉軸20的一端會產生扭轉而使該端具有四極對之複數極對磁鐵環232的磁場訊號超前原有未受力之磁場訊號而產生相位差。

請參閱圖5所示，係為一提供電動自行車判斷之輔助力矩大小的架構示意圖，該等感磁元件24感測的磁場訊號分別送至與其連接的一控制器30，由控制器30分析與計算轉軸20旋轉的角度與力矩值，以對外部的一馬達40進行控制，使其提供騎乘電動自行車時所需之力矩輔助調變，減輕騎乘者的負擔，其中，該控制器30內建有一訊號解析模組31，其用以解析與運算該轉軸20的角度與力矩值；如圖6所示，是為該等感磁元件24輸出的磁場訊號，當轉軸20旋轉一圈時，單、複數極對磁鐵環231、232分別產生一個正弦波形與四個正弦波形的磁場訊號，訊號解析模組31選擇單數極對磁鐵環231之磁場訊號為基準以進行訊號解析，如圖所示，該單數極對磁鐵環231之磁場訊號的電壓值約為1.0V，其對應基準點角度值為270度，此時複數極對磁鐵環232之磁場訊號的電壓值約為2.3V，而轉軸20旋轉一圈於各角度產生之該等磁場訊號的各個電壓值可對應得到一電壓對照表(Mapping Table，如圖7所示)，該電壓對照表為單、複數極對磁鐵環231、232之磁場訊號的各個電壓值所結合之一封閉曲線，欲檢知轉軸20的旋轉角度時，僅需取得該單數極對磁鐵環231之磁場訊號的電壓值，即可對應得到轉軸20旋轉的角度值；而前述訊號解析模組31選擇之270度基準點的兩電壓值(1.0V與2.3V)對應於電壓對照表的曲線即為標示點X，如圖8與9所示，當前述轉軸20受力產生扭轉時，複數極對磁鐵環232的磁場訊號會超前其原先未受力時的磁場訊號而產生相位差，使得同角度之磁場 訊號會上升至約2.9V(如圖標示點B)，而與原2.3V的磁場訊號產生約0.6V的差異值(△V)，訊號解析模組31取得該電壓的差異值(△V)以及前述之基準點(270度)經查表可得到轉軸20扭轉的角度(△ψ)，該扭轉角度(△ψ)再經由一力矩對照表轉換後即可得轉軸20所受的力矩值，藉此，控制器30可同時達到感測力矩與角度的目的。

請參閱圖10所示，是為該訊號解析模組31計算轉軸20扭轉之角度的流程圖，首先由訊號解析模組31取得轉軸20當下之單數極對磁鐵環231之磁場訊號以及複數極對磁鐵環232之磁場訊號(101)，以單數極對磁鐵環231之磁場訊號找出比對基準點的角度，以及找出對應於基準點之複數極對磁鐵環232的磁場訊號值(102)，訊號解析模組31針對當下與未受力之複數極對磁鐵環232的磁場訊號進行相減運算，以得到兩磁場訊號之電壓的差異值(△V)(103)，再由訊號解析模組31結合基準點與差異值(△V)，經由查表即可得到轉軸20的扭轉角度(△ψ)(104)。

請參閱圖11與12所示，圖5中的控制器30進一步內建有一死區(Dead Zone)控制模組32，其分別取得訊號解析模組31輸出的扭轉的角度(△ψ)，以及轉軸20旋轉的角度(θ)，經由死區控制模組32整合運算並避開轉軸20之死區區間，使馬達40(圖中未示)輸出所需的輔助力矩(Tcmd)，其中，該死區控制模組32取得訊號解析模組31輸出之轉軸的扭轉角度(△ψ)訊號，該訊 號經一材料剛性因數(Ks)轉換後可得一扭轉力矩值(Tdriver)，又死區控制模組32取得轉軸20之旋轉角度(θ)經一微分器321微分後輸出一旋轉速度()訊號，該旋轉速度()訊號再送至一死區設定單元322，該死區設定單元322依據旋轉速度()訊號設定死區區間的大小，該死區區間與扭轉力矩值(Tdriver)經由一力矩輔助單元323運算，死區控制模組32依據扭轉力矩值(Tdriver)與死區區間決定輔助力矩(Tcmd)的大小，以輸出輔助的力矩值(Tmotor)提供電動自行車之騎乘輔助力量；如圖12所示之流程圖，死區控制模組32取得轉軸20的旋轉角度(θ)經微分後輸出一旋轉速度(201)，該旋轉速度送至死區設定單元322以設定死區區間的大小(202)，該死區區間指定給力矩輔助單元323(203)，轉軸20的扭轉角度(△ψ)經轉換後可得扭轉力矩值Tdriver(204)，死區控制模組32依據扭轉力矩值Tdriver與死區區間決定輔助之力矩Tcmd的大小(205)。

關於本發明的第二較佳實施例，請參閱圖13、14、15所示，係將前述之轉軸20、單數極對磁鐵環231、複數極對磁鐵環232與該等感磁元件24分設於一自行車之車架50的一中軸機殼60內，其包含有一扭力桿51、一設於扭力桿51一端的右套筒52、一設於扭力桿51另端的中間套筒53、一設於右套筒52相對外側的齒盤套筒54、一與右套筒52緊配的左套筒55、二感磁元件56以及一螺帽57，該螺帽57是用以固定前述各元件於中軸機殼 60內，其中，

該扭力桿51是呈實心桿狀。

該右套筒52是呈空心筒狀，其中一端為封閉端，另端為自由端，該右套筒52係以其封閉端夾設扭力桿51的其中一端，該右套筒52的筒壁形成有複數個與軸向平行的限位槽521，該右套筒52於封閉端的相對外側形成有一凸塊522，該凸塊522是用以連接一右腳踏板(圖中未示)以產生踏力(即前述之正向力)。

該中間套筒53是呈空心筒狀，其筒壁上形成有複數個向外輻射的凸肋531，各凸肋531是相對且略小於右套筒52的限位槽521，該中間套筒53係套設於右套筒52中，且各凸肋531係位於限位槽521中間處，以提供凸肋531扭轉角度限位之功能，以避免扭力桿51因扭轉過度而產生破壞與變形。

該齒盤套筒54是呈空心筒狀，其內徑略大於右套筒52的外徑以供樞設右套筒52，齒盤套筒54其中一端的筒壁形成有複數個與軸向平行的定位槽541，該定位槽541係供夾設中間套筒53的凸肋531，齒盤套筒54的外側壁設有一單數極對的磁鐵環561，於本實施例中，該單數極對磁鐵環561包含有一組N極與S極磁鐵，N極磁鐵與S極磁鐵是依序並排而呈環狀，又齒盤套筒54的一端連接有一齒盤58，該齒盤58是與一鏈條(圖中未示)連接以產生鏈條拉力(即前述之反向力)。

該左套筒55是呈實心柱狀，其中一端形成有複數個向外輻射的凸緣551，該等凸緣551是緊配於右套筒52 的限位槽521，該左套筒55的另端形成有一凸柱552，該凸柱552是用以連接一左腳踏板(圖中未示)以產生踏力，左腳踏板之踏力可經由左套筒55的該等凸緣551傳至右套筒52的限位槽521後，再傳至扭力桿51的一端；又左套筒55的外側壁設有一複數極對的磁鐵環562，於本實施例中，該複數極對磁鐵環562包含有四組N極與S極磁鐵，各N極磁鐵與各S極磁鐵是依序並排而呈環狀。

該等感磁元件56是分別對應齒盤套筒54上的單數極對磁鐵環561以及左套筒55上的複數極對磁鐵環562且設置於中軸機殼60內之二嵌槽601中，用以感測各磁鐵環561、562於旋轉時產生的磁場訊號。

當左、右套筒55、52未受力且旋轉時，扭力桿51的兩端不會扭曲形變，使得該等感磁元件56分別取得單數極對磁鐵環561與複數極對磁鐵環562為正弦波的磁場訊號，由於複數極對磁鐵環562的磁鐵排列較為緊密，其產生之正弦波的數目會較單數極對磁鐵環561多；請配合參閱圖16所示，當齒盤58(圖中未示)產生拉力時，齒盤套筒54的定位槽541會夾住中間套筒53的凸肋531而帶動中間套筒53產生與齒盤58同向的位移，而左、右套筒55、52受到踏力則產生與齒盤58反向的位移，故扭力桿51的兩端受到相反的反向力與正向力即產生扭轉，對應於複數極對磁鐵環562之感磁元件56的磁場訊號即會產生相位差，且由限位槽521限制中間套筒53的凸肋531位移角度。

由上述可知，訊號解析模組31經由計算單數極對磁 鐵環561之磁場訊號可得到轉軸20的角度值，計算複數極對磁鐵環562於受力與未受力之磁場訊號的相位差，再經轉換而可得到轉軸20所受的力矩值；利用該等感磁元件56取得單數極對磁鐵環561與複數極對磁鐵環562的磁場訊號，再由與該等感磁元件56連接之訊號解析模組31進行運算，可同時得到轉軸20的力矩與角度，具有結構簡單的優點，解決現有偵測裝置複雜、成本高與訊號易受干擾的問題。

11‧‧‧轉軸

20‧‧‧轉軸

21‧‧‧第一端

22‧‧‧第二端

23‧‧‧磁鐵環

231‧‧‧單數極對磁鐵環

232‧‧‧複數極對磁鐵環

24‧‧‧感磁元件

30‧‧‧控制器

31‧‧‧訊號解析模組

32‧‧‧死區控制模組

321‧‧‧微分器

322‧‧‧死區設定單元

323‧‧‧力矩輔助單元

40‧‧‧馬達

50‧‧‧車架

51‧‧‧扭力桿

52‧‧‧右套筒

521‧‧‧限位槽

522‧‧‧凸塊

53‧‧‧中間套筒

531‧‧‧凸肋

54‧‧‧齒盤套筒

541‧‧‧定位槽

55‧‧‧左套筒

551‧‧‧凸緣

552‧‧‧凸柱

56‧‧‧感磁元件

561‧‧‧單數極對磁鐵環

562‧‧‧複數極對磁鐵環

57‧‧‧螺帽

58‧‧‧齒盤

60‧‧‧機殼

601‧‧‧嵌槽

81‧‧‧輸入軸

811‧‧‧磁鐵環

82‧‧‧輸出軸

821‧‧‧磁鐵環

83‧‧‧耦合器

84‧‧‧磁場感測元件

85‧‧‧轉軸

851、852‧‧‧磁鐵環

86‧‧‧感測器

91‧‧‧上套筒

92‧‧‧下套筒

911、921‧‧‧圓盤

931、932‧‧‧霍爾感測器

圖1：係現有轉軸的受力示意圖。

圖2：係本發明第一較佳實施例之基本原理圖。

圖3：係本發明第一較佳實施例之單數極對磁鐵環磁場訊號的波形圖。

圖4：係本發明第一較佳實施例之複數極對磁鐵環磁場訊號的波形圖。

圖5：係本發明第一較佳實施例之架構示意圖。

圖6：係本發明第一較佳實施例之磁場訊號的波形圖。

圖7：係本發明第一較佳實施例之電壓對照表的波形圖。

圖8：係本發明第一較佳實施例之四極對磁鐵環具相位差磁場訊號的波形圖。

圖9：係本發明第一較佳實施例之控制器運算轉軸扭轉角度的示意圖。

圖10：係本發明第一較佳實施例之計算轉軸扭轉角度的流程圖。

圖11：係本發明第一較佳實施例之控制器計算馬達輔助力矩的方塊圖。

圖12：係本發明第一較佳實施例之控制器計算馬達輔助力矩的流程圖。

圖13：係本發明第二較佳實施例之立體圖。

圖14：係本發明第二較佳實施例之分解圖。

圖15：係本發明第二較佳實施例之剖面圖。

圖16：係本發明第二較佳實施例之右套筒與中間套筒卡合間隙圖。

圖17~19：係現有位置與力矩感測器的示意圖。

圖20：係現有力矩偵測裝置的示意圖。

20‧‧‧轉軸

21‧‧‧第一端

22‧‧‧第二端

23‧‧‧磁鐵環

231‧‧‧單數極對磁鐵環

232‧‧‧複數極對磁鐵環

24‧‧‧感磁元件

30‧‧‧控制器

31‧‧‧訊號解析模組

40‧‧‧馬達

Claims (10)

1. 一種非接觸式轉向感測方法，包括：取得當下轉軸分設於其兩端具有相異極對數量之磁鐵環的磁場訊號；藉由其中一磁鐵環之磁場訊號，計算轉軸旋轉的角度值，同時取得未受力之另一磁鐵環的磁場訊號；計算轉軸當下與未受力之另一磁鐵環磁場訊號產生的相位差，該相位差經計算得一電壓的差異值，該差異值經一對照表轉換以得到轉軸受力扭轉的力矩值。
2. 如請求項1所述之非接觸式轉向感測方法，該其中一磁鐵環是一單數極對磁鐵環，其包含有一組N極與S極磁鐵，該另一磁鐵環是一複數極對磁鐵環，其包含有複數組依序排列的N極與S極磁鐵。
3. 如請求項1或2所述之非接觸式轉向感測方法，該差異值經轉換為轉軸的扭轉角度，又轉軸旋轉的角度經微分為轉軸旋轉的速度，依據轉軸之旋轉速度與扭轉角度設定一死區區間，以產生一輔助力矩值。
4. 一種非接觸式轉向感測裝置，包括：一單數極對磁鐵環，其設於一轉軸的一端，該單數極對磁鐵環包含有一組N極與S極磁鐵；一複數極對磁鐵環，其設於轉軸的另端且相對於單數極對磁鐵環，該複數極對磁鐵環包含有複數組N極與S極磁鐵，各N極磁鐵與各S極磁鐵是依序並排；二感磁元件，其分別對應單數極對磁鐵環與複數極對磁鐵環，以分別感測單、複數極對磁鐵環的磁場訊號； 一控制器，其包含有一訊號解析模組，該控制器是與該等感磁元件連接以接收其感測的磁場訊號，該訊號解析模組計算複數極對磁鐵環之磁場訊號的相位差，該相位差經轉換以得到轉軸所受的力矩值，訊號解析模組計算單數極對磁鐵環之磁場訊號以得到轉軸旋轉的角度值。
5. 如請求項4所述之非接觸式轉向感測裝置，該控制器進一步設有一死區控制模組，該死區控制模組包含有一微分器、一死區設定單元與一力矩輔助單元，該死區設定單元分別與微分器以及力矩輔助單元連接，微分器輸出一旋轉速度訊號至死區設定單元，死區設定單元依據旋轉速度訊號設定轉軸之死區區間，力矩輔助單元計算該死區區間與一扭轉力矩值以產生輔助力矩。
6. 如請求項4或5所述之非接觸式轉向感測裝置，該該轉軸係一扭力桿，該轉軸、單數極對磁鐵環、複數極對磁鐵環與該等感磁元件係設於一自行車之車架的中軸機殼內，該中軸機殼內於扭力桿與複數極對磁鐵環之間進一步設有一右套筒與一齒盤套筒，又在扭力桿與單數極對磁鐵環之間進一步設有一中間套筒與一左套筒，該右套筒是與左套筒緊配。
7. 如請求項6所述之非接觸式轉向感測裝置，該右套筒是呈空心筒狀，其中一端為封閉端，另端為自由端，該右套筒係以其封閉端夾設扭力桿的其中一端，該右套筒的筒壁形成有複數個與軸向平行的限位槽，該右套筒於封閉端的相對外側形成有一凸塊；該中間套筒是呈空心筒狀，其筒壁上形成有複數個向外輻射的凸肋，各凸肋是相對且 略小於右套筒的限位槽，該中間套筒係套設於右套筒中；該齒盤套筒是呈空心筒狀，其內徑略大於右套筒的外徑以供樞設右套筒，齒盤套筒其中一端的筒壁形成有複數個與軸向平行的定位槽，該定位槽係供夾設中間套筒的凸肋，該單數極對磁鐵環是設於齒盤套筒的外側壁上；該左套筒是呈實心柱狀，其中一端形成有複數個向外輻射的凸塊，該等凸塊是緊配於右套筒的限位槽，該左套筒的另端形成有另一凸柱，該複數極對磁鐵環是設於左套筒的外側壁上。
8. 如請求項7所述之非接觸式轉向感測裝置，該限位槽用以限制中間套筒之凸肋的位移角度。
9. 如請求項6所述之非接觸式轉向感測裝置，該中軸機殼內形成有一嵌槽，該嵌槽用以容置該等感磁元件。
10. 如請求項7所述之非接觸式轉向感測裝置，該中軸機殼內形成有一嵌槽，該嵌槽用以容置該等感磁元件。