[发明专利]一种非接触式立式扭矩角度转速传感器

权利要求书

1.一种非接触式立式扭矩角度转速传感器，其特征在于由磁珠齿轭轴承部分、柔性电路板部分、集电环部分和安装壳体部分组成；

所述磁珠齿轭轴承部分包括齿轭转子(10)，磁珠(9)，轴承内轮(7)，轴承外轮(8)，所述磁珠齿轭轴承(1)固定在扭杆输入端(16)上，所述轴承内轮(7)上有两个螺丝孔，通过拧紧螺丝使轴承内轮随扭杆一起转动；轴承外轮上同样有螺丝孔，使外轮固定；所述磁珠(9)均匀分布在内外轮之间，根据齿轭与扭矩接收线圈的距离设计磁珠的直径；所述磁珠(9)数目与所述齿轭转子(10)数目相同，所述齿轭转子(10)均匀分布在轴承内轮上侧，形状为长方形或三角形；所述轴承外轮外侧有一凹槽，此为第一柔性电路板安装位；

所述柔性电路板部分包括第一柔性电路板(2)和第二柔性电路板(3)，所述第一柔性电路板(2)下端贴附于磁珠齿轭轴承(1)外侧，上端贴附于集电环(20)外侧，所述第二柔性电路板(3)贴附于扭杆上，随扭杆转动，所述柔性电路板(2)中部是激励线圈(4)、下端是扭矩接收线圈(5)，上端是处理电路(6)，所述第二柔性电路板(3)上有角度接收线圈(17)和转速接收线圈(18)；所述激励线圈(4)位置与所述扭矩接收线圈(5)距离20mm，所述接收线圈(5)与所述齿轭转子(10)等高，安装零点是所述激励线圈(4)与所述齿轭转子(10)中心线相同，所述第一柔性电路板(2)的激励线圈部分固定在安装壳(12)内侧；所述第一柔性电路板(2)的所述处理电路部分(6)固定于所述集电环(20)外侧，并有引线与集电环内部电路连接。所述第二柔性电路板(3)上的所述角度接收线圈(18)和所述转速接收线圈(19)，其间距为5mm以上，与所述角度接收线圈(18)公用同一激励线圈；所述第二柔性电路板粘贴于扭杆上，上端与所述集电环(20)相切。

所述集电环(20)内侧固定固定在扭杆输出端(17)上，其引脚(21)与所述第二柔性电路板(3)的两个接收线圈连接，所述集电环(20)通过引线(22)与所述第一柔性电路板(2)上的处理电路相连接。

所述传感器安装壳体分别由左安装壳(12)和右安装壳(11)组成，相互配合形成圆筒，壳体内侧中部设有柔性电路板安装位(15)，左安装壳(12)和右安装壳(11)上设置有固定连接安装孔(13)，所述左安装壳(12)上有开口(14)，与外部串口连接传感器下端固定在所述磁珠齿轭轴承(1)外侧，上端固定在所述集电环(20)外侧，中间包裹柔性电路板。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式立式扭矩角度转速传感器，其特征在于：所述齿轭转子(10)作为高导磁材料，其安装零点为所述齿轭转子(10)与所述磁珠(9)一一对应，且在同一中心线上，围绕圆周均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式立式扭矩角度转速传感器，其特征在于：所述齿轭转子(10)的高度与所述扭矩接收线圈(5)在同一水平位置，其间距为0.5-1.2mm。

4.根据权利要求1所述的一种非接触式立式扭矩角度转速传感器，其特征在于：所述第二柔性电路板(3)上的所述角度接收线圈(18)呈齿状环形分布，数目为18个，齿高逐渐增加，但齿宽相等，随扭杆一起转动，线圈切割磁场线产生不同大小的电压，不同大小的电压对应不同的角度。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式立式扭矩角度转速传感器，其特征在于：所述第二柔性电路板(3)上的所述转速接收线圈(19)呈单齿环状状线圈，单齿齿宽为2mm，此齿经过激励线圈时会产生间断性电压，记录电压间隔时间，以此计算转速。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式立式扭矩角度转速传感器，其特征在于：所述左安装壳(12)和所述右安装壳(11)配合成圆筒，圆筒中有柔性电路板安装位，处理电路的引线焊接口在左右安装壳中间处，便于信号线引出。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式立式扭矩角度转速传感器，其特征在于：所述第二柔性电路板(3)通过所述集电环(20)与所述第一柔性电路板(2)上的处理电路相连接。