[实用新型]用于转向系统的霍尔式扭矩传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及扭矩传感器技术领域，具体地指一种用于转向系统的霍尔式扭矩传感器。

背景技术

现有技术中常规的磁阻力检测型扭矩传感器具有输入轴和输出轴，该输入轴的上端与汽车方向盘连接，输出轴的上端通过扭梁与输入轴的下端连接。输出轴的下端与车轮连接。输入轴的下端和输出轴的上端被外壳覆盖，扭矩传感器和驱动装置也设置在该外壳中。上述输入轴具有永久磁体，在该永久磁体中，极性以规则的间隔变化。此外，输出轴固定连接具有齿轮结构的检测环，该检测环与永久磁体的极性数目对应，并且该检测环由铁磁性物质制成，铁磁性物质与永久磁体产生磁感应。外壳上还设有与检测环相对应的固定检测环，固定检测环上设置芯片。

当驾驶者操作方向盘时，旋转力传递到输入轴。由于输入轴旋转带动扭梁旋转。并通过扭梁将旋转量传递到输出轴。从而，车轮沿着操作方向盘的方向旋转。此时设置在输入轴上的永久磁体和设置在输出轴上的具有齿轮结构的检测环之间的相对扭转导致该永久磁体和检测环彼此相对面积发生变化。此时，检测环中的磁通量发生变化，固定检测环感应检测环上的磁通量变化信息，并将该信息传输给芯片，从而可以对输出轴相对于输入轴的扭转角度进行检测。

然而，上述常规结构工作时，检测环随着输出轴连续不断地旋转，导致永久磁体产生的磁力会出现较大波动。另外，永久磁体产生的磁通量第一次通过旋转的检测环发生磁感应，然后第二次通过固定式检测环发生磁感应。磁通量由于经历两次磁感应而减小或失真，导致输出轴和输入轴之间的扭转参数检测精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要提供一种用于转向系统的霍尔式扭矩传感器，该传感器能在减小永久磁体产生的磁力波动的同时提高输出轴和输入轴之间的扭转参数检测精度。

为实现此目的，本实用新型所设计的用于转向系统的霍尔式扭矩传感器，它包括扭梁、输入轴、输出轴、下盖、磁感应元件部分和设置在下盖上并能相对下盖周向旋转的磁抵消部分，输入轴通过扭梁与输出轴连接，磁抵消部分上部沿圆周方向均匀设有多个金属片，相邻金属片之间形成第一间隙，所述输出轴固定连接磁抵消部分，其特征在于：它还包括与输入轴固定连接的筒状磁力发生部分、与下盖固定连接并空套在上述多个金属片外周的采集环固定环，其中，筒状磁力发生部分包括输入轴安装部和固定在输入轴安装部底部的磁力发生环，该磁力发生环外侧壁上设有上磁体环和与上磁体环匹配的下磁体环，上磁体环与下磁体环之间设有第二间隙，所述磁力发生环空套在上述多个金属片内侧并能相对金属片周向转动，所述采集环固定环的顶部设有上采集环，采集环固定环的底部设有下采集环，上采集环设有下倾连接片，下采集环设有与下倾连接片对应的上倾连接片，下倾连接片和上倾连接片均连接磁感应元件部分的信号输入端。

所述上磁体环和下磁体环均由交替布置的多块N极磁体和S极磁体构成，所述上磁体环的N极磁体正下方为下磁体环的S极磁体，上磁体环的S极磁体正下方为下磁体环的N极磁体。

所述金属片的高度大于等于上磁体环、下磁体环和第二间隙的高度和；所述金属片的高度大于等于上采集环、下采集环和采集环固定环的高度和。

所述每个N极磁体和S极磁体的厚度相同。

所述磁感应元件部分位于下倾连接片和上倾连接片之间。

所述上采集环和下采集环之间的距离大于下倾连接片和上倾连接片之间的距离。

所述金属片的个数等于每个磁体环的N极磁体或S极磁体的个数。

本实用新型还包括与下盖对应的上盖，所述输入轴穿过上盖，所述筒状磁力发生部分、采集环固定环和磁抵消部分包裹在上盖与下盖内。

本实用新型的有益效果在于：

1）由于本实用新型的采集环不随输出轴连续不断地旋转，使得N极磁体和S极磁体产生的磁力不会出现较大波动，另外本实用新型仅需一次磁感应即可完成扭矩的检查，明显提高了扭转参数的检测精度。

2）磁通量通过磁抵消部分的第一间隙直接发送到上采集环和下采集环，它们与磁感应元件部分直接接触，故可以减少磁通量的损耗。这样本实用新型仅需一次磁感应可以完成扭矩检查。

3）由于采集环固定环的上采集环和下采集环之间的距离大于下倾连接片和上倾连接片之间的距离，可以防止被收集的磁通量的强度降低。

4）通过将磁力感应元件部分集成为一个芯片，减少了部件的数目及制造步骤，进一步降低了制造成本及制造时间。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型的剖视结构示意图；

图3为本实用新型除去上盖和下盖后的立体结构示意图；