一种纯感应式高精度角度扭矩传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种纯感应式高精度角度扭矩传感器。


背景技术：

2.角度扭矩传感器是一种测量各种扭矩、转速及机械功率的精密测量仪器。应用范围十分广泛，主要用于：电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率的检测等。
3.传统的角度扭矩传感器由于空间布局及装配等问题的限制，都是设置两个感应式转子及一个霍尔转子，两个感应式转子的感应区上下正对设置，一个霍尔转子设于两个感应式转子的外侧。这种结构的传感器因转子的感应方式不同，对感应精度影响比较大，并且两个感应式转子的感应区上下正对设置时，二者之间的感应信号干扰比较大，同样会影响传感器的精度。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供结构简单稳固，装配方便且检测精度高的一种纯感应式高精度角度扭矩传感器。
5.本实用新型是通过以下技术方案予以实现：
6.一种纯感应式高精度角度扭矩传感器，其包括壳体、pcb板、套筒、第一感应式转子、第二感应式转子及第三感应式转子，所述pcb板固定安装在壳体内，所述壳体、pcb板、第一感应式转子、第二感应式转子均设有中心孔且相互对应，所述第一感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板上方，第二感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板下方，第三感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板中心孔外侧，所述套筒安装于第一感应式转子中心孔处且分别与第一感应式转子及第一转轴固定连接，所述第一感应式转子外缘设有第一感应式转子感应区，所述第二感应式转子与第二转轴固定连接且外缘设有第二感应式转子感应区，第二转轴与壳体转动连接。
7.进一步，壳体设有向内的凸缘且凸缘设有凸缘斜面，所述第一感应式转子设有支撑安装板，支撑安装板外壁上设有支撑安装槽，所述支撑安装槽设有与凸缘斜面相配合的第一感应式转子斜面。
8.进一步，支撑安装板为环形结构且中间带有多个豁口，支撑安装板内壁上设有补偿槽，补偿槽内卡装有补偿环。
9.进一步，壳体上设有第三感应式转子安装孔，所述第三感应式转子包括第三转轴及第三感应片，所述第三转轴转动的安装在第三感应式转子安装孔处，所述第三感应片与第三转轴固定连接。
10.优化的，第三感应片与第三转轴嵌套注塑一体成型。
11.优化的，第三感应片为半圆形状或者半圆环形。
12.进一步，第三感应片上至少开设有一个感应片注塑加强孔。
13.进一步，第三感应片外缘及内缘至少一面设有多个齿牙。
14.进一步，第三感应片上固定设有凸起。
15.优化的，凸起上开设有多个凸起注塑加强孔。
16.优化的，第一感应式转子感应区与第二感应式转子感应区相对重叠设置。
17.进一步，第一感应式转子感应区与第二感应式转子感应区错位设置。
18.优化的，第一感应式转子感应区为多个第一感应齿，第二感应式转子感应区为多个第二感应齿。
19.优化的，第一感应齿及第二感应齿分别为矩形或圆弧形或正弦与余弦曲线组合形状。
20.进一步，第一感应齿及第二感应齿分别为实体结构或者是中空结构或者是空心结构。
21.进一步，第一感应式转子与第三感应式转子之间安装有互相啮合的齿轮。
22.进一步，壳体外缘安装有防旋转装置。
23.进一步，防旋转装置包括连接件、弹簧卡及浮动块，所述连接件固定安装在壳体外缘，连接件内上部为中空结构且侧部设有开口，连接件中部设有弧形承托部，所述弹簧卡设于连接件内，弹簧卡包括连接件连接部、浮动块连接部及过渡部，所述连接件连接部为弧形结构，连接件端部与连接件固定且中部通过弧形承托部承托，所述过渡部连接于浮动块连接部与连接件连接部之间且底部与连接件固定，所述浮动块浮动的设于连接件的开口处，所述浮动块连接部上部与浮动块固定。
24.连接件内部在弧形承托部的上方固定设有支撑板，连接件内部侧壁上设有导向槽，支撑板的端部卡设在导向槽内。
25.优化的，支撑板中部设有通槽且端部为燕尾槽结构，导向槽上部固定设有与燕尾槽配合的导向块。
26.本实用新型的有益效果
27.本实用新型所保护的一种纯感应式高精度角度扭矩传感器，具有如下优点：
28.1、结构简单，稳固性好。
29.2、装配方便。
30.3、传感器检测精度高。
31.4.设置防旋转装置，能够防止壳体旋转，进一步保证传感器检测精度。
附图说明
32.图1为本实用新型装配结构示意图；
33.图2为本壳体结构示意图；
34.图3为本实用新型仰视结构示意图；
35.图4为本实用新型剖视结构示意图；
36.图5为感应装置俯视结构示意图；
37.图6为感应装置仰视结构示意图；
38.图7为第三感应式转子结构示意图；
39.图8-图17为第三感应片具体实施例结构示意图；
40.图18-图23为第一感应式转子感应区具体实施例结构示意图；
41.图24-图31第一感应式转子感应区、第二感应式转子感应区及第三感应片相对位置布置示意图；
42.图32为连接件装配结构示意图；
43.图33为连接件俯视结构示意图；
44.图34为弹簧卡结构示意图；
45.图中1.壳体，2.第三感应式转子安装孔，3.套筒，4.中心孔，5.pcb板，6.第三感应片，7.第一感应式转子感应区，8.第二感应式转子感应区，9.第三转轴，10.齿轮，11.感应片注塑加强孔，12.凸起，13.凸起注塑加强孔，14.齿牙，15.空心结构，16.安装板，17.凸缘，18.防旋转装置，19.第二感应式转子，20.支撑安装板，21.补偿环，22.连接件，23.浮动块，24.弹簧卡，25.弧形承托部，26.燕尾槽，27导向块，28.开口，29.连接件连接部，30.过渡部，31.浮动块连接部，32.通槽，33.支撑板，34.导向槽。
具体实施方式
46.一种纯感应式高精度角度扭矩传感器，其包括壳体1、pcb板5、套筒3、第一感应式转子、第二感应式转子19及第三感应式转子，所述pcb板固定安装在壳体内，所述壳体、pcb板、第一感应式转子、第二感应式转子均设有中心孔4且相互对应，所述第一感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板上方，第二感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板下方，第三感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板中心孔外侧，所述套筒安装于第一感应式转子中心孔处且分别与第一感应式转子及第一转轴(未示出)固定连接，所述第一感应式转子外缘设有第一感应式转子感应区7，所述第二感应式转子与第二转轴(未示出)固定连接且外缘设有第二感应式转子感应区8，第二转轴与壳体转动连接。
47.本实用新型所保护的一种纯感应式高精度角度扭矩传感器，三个转子均为感应式结构，且第一感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板上方，第二感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板下方，第三感应式转子转动的安装于壳体上且位于pcb板的中心孔的外侧，套筒安装于第一感应式转子中心孔处且与第一感应式转子固定连接。其结构简单，部件装配位置布置合理，能够满足空间要求。
48.工作时，套筒与第一转轴连接，带动第一感应式转子旋转，第二感应式转子与第二转轴连接旋转，第三感应式转子与第一感应式转子通过传动部件连接，第一感应式转子旋转带动第三感应式转子旋转，并分别通过pcb板内的芯片进行感应。
49.由于三个转子均采用感应式结构，感应信号差异性比较小，传感器的精度比较高。
50.进一步，壳体设有带有凸缘17的安装板16，且凸缘设有凸缘斜面，所述第一感应式转子设有支撑安装板20，支撑安装板外壁上设有支撑安装槽，所述支撑安装槽设有与凸缘斜面相配合的第一感应式转子斜面。通过在支撑安装板上设置支撑安装槽，支撑安装槽与凸缘斜面之间能够形成锥面配合，使第一感应式转子与壳体之间形成稳固支撑并保证第一感应式转子平稳旋转。
51.进一步，支撑安装板为环形结构且中间带有多个豁口，支撑安装板内壁上设有补偿槽，补偿槽内卡装有补偿环21。补偿环的设置，支撑安装槽与凸缘斜面之间的锥面配合在磨损后能够得到径向补偿，使支撑安装槽与凸缘斜面之间能够始终保持锥面配合，从而保
证第一感应式转子与壳体之间形成稳固支撑并保证第一感应式转子平稳旋转。
52.进一步，壳体上设有第三感应式转子安装孔2，所述第三感应式转子包括第三转轴9及第三感应片6，所述第三转轴转动的安装在第三感应式转子安装孔处，所述第三感应片与第三转轴固定连接。第三感应式转子安装孔方便第三感应式转子的安装，可以合理安排三个转子的空间位置，尽可能做到最小化，满足汽车等狭小空间的使用要求。
53.优化的，第三感应片与第三转轴嵌套注塑一体成型，制作装配比较方便，并且结构比较稳固，能够使第三转轴带动第三感应片同步稳定旋转。
54.优化的，第三感应片为半圆形状或者半圆环形，方便进行感应计数，第三转轴转动一圈，pcb板内的芯片感应两次。
55.进一步，第三感应片上至少开设有一个感应片注塑加强孔11，感应片注塑加强孔可以为一个，两个或三个以上，感应片注塑加强孔的形状可以为圆孔，长孔，方形孔或弧形孔各种形状，第三感应片与第三转轴嵌套注塑一体成型时，注塑料进入到感应片注塑加强孔内，可以加强第三感应片与第三转轴的结合牢固性。
56.进一步，第三感应片外缘及内缘至少一面设有多个齿牙14，第三感应片与第三转轴嵌套注塑一体成型时，可以加强第三感应片与第三转轴的结合牢固性。
57.进一步，第三感应片上固定设有凸起12，第三感应片与第三转轴嵌套注塑一体成型时，凸起进入塑件内同样可以加强第三感应片与第三转轴的结合牢固性。并且凸起的形状可以多种多样，可以为小的弧形凸起，也可以是矩形凸起或者是t形凸起。
58.优化的，凸起上开设有多个凸起注塑加强孔13，可以进一步加强第三感应片与第三转轴结合的牢固性。
59.优化的，第一感应式转子感应区与第二感应式转子感应区相对重叠设置。
60.进一步，第一感应式转子感应区与第二感应式转子感应区错位设置。第一感应式转子感应区的外缘小于第二感应式转子感应区的外缘或内缘，使得第一感应式转子感应区与第二感应式转子感应区部分重叠或不重叠，使穿过第一感应式转子感应区与第二感应式转子感应区的磁力线重叠比较少或者是无重叠，从而减轻二者之间信号的相互干扰，使得传感器的感应信号更加精确，进一步提高传感器的精确度。
61.优化的，第一感应式转子感应区为多个第一感应齿，第二感应式转子感应区为多个第二感应齿，多个感应齿的设置，方便感应第一感应式转子与第二感应式转子转过的齿数及角度。
62.优化的，第一感应齿及第二感应齿分别为矩形或圆弧形或正弦与余弦曲线组合形状，便于制作及感应。
63.进一步，第一感应齿及第二感应齿分别为实体结构或者空心结构15。实体结构方便制作，空心结构可以是全空或者是半空结构，可以减轻整体重量。
64.进一步，第一感应式转子与第三感应式转子之间安装有互相啮合的齿轮10，第一感应式转子与第三感应式转子之间通过齿轮传动机构进行传递动力，运行更加稳定可靠，且满足空间装配要求，第一感应式转子的齿轮图中未示出。
65.进一步，壳体外缘安装有防旋转装置18。防旋转装置能够使壳体与与机车部件之间牢固压紧，使传感器壳体与相应的机车部件之间牢固压紧，传感器工作过程中，第一感应式转子、第二感应式转子及第三感应式转子旋转时，保证壳体相对于机车部件不会旋转，从
而保证传感器的测量精度。
66.进一步，防旋转装置包括连接件22、弹簧卡24及浮动块23，所述连接件固定安装在壳体外缘，连接件与壳体之间可以采用一体成型的方式或者是其他固定方式连接，一体成型的方式可以省去装配的繁琐。
67.连接件内上部为中空结构且侧部设有开口28，连接件上部为中空结构，既方便弹簧卡的安装，又可以使连接件上部在支撑板的作用下发生形变，与机车部件压紧。侧部设有开口，方便在开口处设置浮动块，使浮动块在弹簧支撑力的作用下与机车部件压紧。连接件中部设有弧形承托部25，所述弹簧卡设于连接件内，弹簧卡包括连接件连接部29、浮动块连接部31及过渡部30，所述连接件连接部为弧形结构，连接件端部与连接件固定且中部通过弧形承托部承托，所述过渡部连接于浮动块连接部与连接件连接部之间且底部与连接件固定，所述浮动块浮动的设于连接件的开口处，所述浮动块连接部上部与浮动块固定。
68.弹簧卡的端部与连接件固定，过渡部底部与连接件固定，浮动块连接部与浮动块固定，使得弹簧卡可以预先与连接件及浮动块装配好，无需现场组装，并且可以使弹簧保持良好的支撑作用，使得浮动块与机车部件之间牢固压紧，使传感器能够适用于机车各种温度下的使用要求，其壳体的不可转动性不受温度影响，保证传感器的测量精度。
69.进一步，连接件内部在弧形承托部的上方固定设有支撑板33，连接件内部侧壁上设有导向槽34，支撑板的端部卡设在导向槽内，连接件的一侧通过弹簧卡支撑，使浮动块与机车部件压紧，连接件的另一侧通过支撑板支撑，使连接件与机车部件压紧，即使整体的连接结构稳固的支撑于机车部件之间，使整体结构比较稳固，不受温度影响，能够保持传感器壳体良好的不可转动性。
70.优化的，支撑板中部设有通槽32且端部为燕尾槽26结构，导向槽上部固定设有与燕尾槽配合的导向块27。
71.注：说明书附图中只给出了第一感应式转子感应区的具体实施例视图，第二感应式转子感应区的具体实施例视图与第一感应式转子感应区的视图基本相同，只是根据实际情况，齿数做相应的调整即可，并且第一感应式转子感应区、第二感应式转子感应区及第三感应片的具体形式不局限于说明书及附图列举的情况。
72.综上所述，本实用新型所保护的一种纯感应式高精度角度扭矩传感器，结构简单稳固，装配方便且检测精度高。
73.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。