專利名稱：一種高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非接觸式開度傳感器，尤其是一種腳制動(dòng)閥用的高精度非接觸式開度傳感器。
背景技術(shù)：
車輛的電子制動(dòng)系統(tǒng)和緩速器制動(dòng)輔助系統(tǒng)需要精確的測量制動(dòng)閥的開度，以往的開度傳感器都是基于電刷接觸式電位器設(shè)計(jì)的，所謂電刷接觸式電位器是指采用滑動(dòng)電阻的電位器，由于采用觸角接觸，所以存在易磨損(旋轉(zhuǎn)壽命約300萬次)、可靠性差、偶爾產(chǎn)生的電火花會(huì)干擾ECU的工作狀態(tài)(因而埋下安全隱患)等諸多缺點(diǎn)，同時(shí)在強(qiáng)震動(dòng)、高油污、高粉塵、極端溫度和濕度環(huán)境下還存在環(huán)境適應(yīng)性不好的問題。上述諸多缺點(diǎn)都會(huì)嚴(yán)重影響電子制動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)輔助系統(tǒng)工作的精確性，進(jìn)而影響車輛行駛安全。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有電刷接觸式開度傳感器易磨損、精度低的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種腳制動(dòng)閥用高精度非接觸式開度傳感器，該傳感器利用霍爾效應(yīng)原理檢測角度，以達(dá)到線性度高，使用壽命長的目的。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型的非接觸式開度傳感器包括殼體、傳感器本體和兩套傳感器主體；所述殼體采用塑料制作，用于保護(hù)和封裝傳感器和傳感器本體，還可連接傳感器的電路板和外電路；所述的傳感器本體采用復(fù)合材料制作，傳感器本體用于容納所述傳感器主體各部件的安裝，并保證所述傳感器主體各部件的相對位置；所述傳感器主體包括棘爪、卡環(huán)、D型頭樞軸、含油軸承、圓柱磁鋼、墊片、回位彈簧和焊有磁敏元件的電路板八個(gè)部分；所述棘爪形狀類似于扳手，一端為L型柄，另一端為D型孔，所述L型柄與制動(dòng)閥活塞桿相連；所述D型孔與所述D型頭樞軸配合，D型孔的形狀可限定樞軸的徑向位置，D型孔內(nèi)帶有的矩形限位凸段可限定樞軸的軸向位置，D型孔的軸向開口可使裝配調(diào)試更為方便；所述卡環(huán)為開口圓環(huán)，用于緊固所述帶有軸向開口的D型孔；所述D型頭樞軸整體為一不規(guī)則柱體，可分為上部、中部和下部，上部為D型柱體，與所述D型孔配合，可使樞軸整體隨棘爪轉(zhuǎn)動(dòng)；中部為圓柱體，通過所述含油軸承安裝于所述傳感器本體內(nèi)，可使樞軸相對傳感器本體旋轉(zhuǎn)；所述下部為直徑大于上部和中部的不規(guī)則柱體，下部設(shè)置有止擋柱，與所述傳感器本體的止擋槽配合限制樞軸的旋轉(zhuǎn)角度，下部的底部有一倒拔模圓形凹槽，用于安裝所述圓柱磁鋼，可使磁鋼隨樞軸一起旋轉(zhuǎn)；所述的圓柱磁鋼是南北極并行的，即在同一圓面上南北極都存在；所述墊片為碟形彈簧墊片，安裝于所述樞軸下部的上表面和所述傳感器本體之間；所述回位彈簧安裝于所述棘爪和所述傳感器本體之間，用于棘爪的回位；所述焊有磁敏元件的電路板安裝于所述圓柱磁鋼正下方，電路板和磁敏元件利用霍爾效應(yīng)可檢測所述磁鋼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電動(dòng)勢，進(jìn)而計(jì)算出磁鋼的旋轉(zhuǎn)角度。所述兩套傳感器主體在工作時(shí)旋轉(zhuǎn)方向相反，同時(shí)測量角度，輸出互補(bǔ)的主副兩路信號(hào)以提高安全性和測量精度，ECU用接收到的兩個(gè)角度計(jì)算出更為精確的角度，本實(shí)用新型設(shè)置兩套傳感器主體可得到更高的測量精度。本實(shí)用新型的基本工作原理為當(dāng)踏動(dòng)汽車制動(dòng)腳踏板時(shí)，制動(dòng)閥活塞桿帶動(dòng)棘爪旋轉(zhuǎn)，與棘爪相連且安裝著磁鋼的D型樞軸也隨之轉(zhuǎn)動(dòng),磁鋼在磁敏元件上方無接觸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁力線被磁敏元件切割感應(yīng)到變化的電信號(hào)，該電信號(hào)被DSP微控器采集，最后通過 程序求得角度。本實(shí)用新型的有益效果在于與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用帶有DSP處理器的霍爾元件作為非接觸式傳感器的核心元件，具有壽命長，精度高，可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)增強(qiáng)了車輛制動(dòng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。

圖I是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的外殼的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的傳感器主體的立體分解結(jié)構(gòu)不意圖；圖5是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的傳感器本體、棘爪和回位彈簧的立體分解示意圖；圖6是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的卡環(huán)、棘爪和樞軸的立體分解示意圖；圖7a、7b分別是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的樞軸、含油軸承、墊片和傳感器本體的不同視角的立體分解示意圖；圖8是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的樞軸和圓柱磁鋼的立體分解示意圖；圖9是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的圓柱磁鋼的立體結(jié)構(gòu)示意圖(圖中虛線為示意用，并非具體結(jié)構(gòu))；圖10是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的電路板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器工作初始狀態(tài)示意圖；圖12是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的傳感器主體旋轉(zhuǎn)一定角度后的狀態(tài)示意具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。圖I是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的半剖結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的外殼的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的傳感器主體的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型提出的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器包括外殼I、傳感器本體2和傳感器主體3。如圖3，所述外殼有一個(gè)容納傳感器的容置腔lb，同時(shí)橡膠制作的ο型圈Ia對容納在其中的傳感器能起到防塵，防水和防霧的作用，螺孔Ic用于將整個(gè)傳感器安裝固定在腳制動(dòng)閥上，6芯凸型接 插件Id用于連接傳感器內(nèi)電路和外電路；如圖4所示，所述傳感器主體3包括棘爪3a、卡環(huán)3b、D型頭樞軸3c、回位彈簧3d、含油軸承3e、墊片3f、圓柱磁鋼3g和焊有磁敏元件的電路板3h八部分。如圖5所不，3d為回似彈黃，3dl和3d2為回似彈黃的兩纟而，3dl纟而壓在棘爪3a上表面3al上；3d2端插在傳感器本體2的豎槽2a中，當(dāng)棘爪3a在腳制動(dòng)閥桿的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)過一定角度后，能夠在回位彈簧3d的作用下自動(dòng)回位，兩套傳感器主體3的回位彈簧3d旋向相反。如圖6所示，圖中3a2為棘爪3a的D型孔，與樞軸的3c的D型頭3cl配合，可保證樞軸的徑向位置精度，進(jìn)而保證了鑲嵌在樞軸3c上的圓柱磁鋼3g的位置精度；3a3為位于D型孔3a2內(nèi)部的矩形限位凸段，與樞軸3c的矩形限位凹槽3c2相配合，防止樞軸3c的上下竄動(dòng)，保證樞軸3c的軸向位置精度，進(jìn)而保證了鑲嵌在樞軸3c上的圓柱磁鋼3g與電路板3h 二者的軸向距離穩(wěn)定和二者端面的平行；3a4為D型孔3a2的縱向開口，開口 3a4使得安裝樞軸3c更為方便；3a5為D型孔主體外緣的環(huán)形凹槽，用于安裝卡環(huán)3b，卡環(huán)3b可防止由開口 3a4造成的D型孔松脫現(xiàn)象。如圖7a和圖7b所示，樞軸3c通過含油軸承3e安裝于傳感器本體2的圓柱孔2c中，含油軸承3e能起到使樞軸3c回轉(zhuǎn)順暢，耐磨，提高樞軸3c軸心對稱度以及延長使用壽命的作用；3c3為止擋柱，可在傳感器本體2的止擋槽2b中移動(dòng)來限制樞軸3c的回轉(zhuǎn)角度，同時(shí)止擋柱3c3與D型頭3cl的缺口面正面相對，因此限制樞軸3c兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的角度相等；3f為碟形彈簧墊片，用于消除D型樞軸軸向游隙。如圖8和圖9所示，3g為圓柱磁鋼，本實(shí)用新型所用的圓柱磁鋼的南北極分界面為柱體縱向中面，圓柱磁鋼3g安裝于樞軸3c底部的圓形凹槽3c4中，圓形凹槽3c4具有倒拔模特征，可以使圓柱磁鋼3g牢固安裝，減少粘結(jié)工序。如圖10所示，3h為電路板，3hl為焊在電路板中央的磁敏元件，即為霍爾陣列元件，3h2為電路引腳，用于連接接插件，輸出電信號(hào)。圖11是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器工作初始狀態(tài)示意圖；圖12是本實(shí)用新型高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器的傳感器主體旋轉(zhuǎn)一定角度后的狀態(tài)示意圖。本實(shí)用新型的工作原理是如圖11所示，工作初始時(shí)，兩套傳感器主體3的棘爪3a的L型柄都處在傳感器本體2的中間位置，樞軸3c的D型頭3cl的缺口相對，都朝向傳感器本體2的中心，兩個(gè)復(fù)位彈簧3d安裝位置關(guān)于傳感器本體2中間平面左右對稱。當(dāng)踏下腳制動(dòng)閥一定角度α?xí)r，腳制動(dòng)閥活塞桿帶動(dòng)兩個(gè)棘爪3a的L型柄轉(zhuǎn)動(dòng)角度β，如圖12所示，兩棘爪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反但轉(zhuǎn)動(dòng)角度相等，始終關(guān)于傳感器本體2的中間平面左右對稱。樞軸3c在棘爪3a的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)β角度后，裝配在樞軸3c底部的圓柱磁鋼3g也一同轉(zhuǎn)動(dòng)了 β角度，產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場，焊在電路板3h上的磁敏元件3hl在旋轉(zhuǎn)磁場的感應(yīng)下，產(chǎn)生變化的電信號(hào)，兩套傳感器主體產(chǎn)生的電信號(hào)輸出到DSP，DSP通過程序可得出精確的β角度，進(jìn)而通過α和β的數(shù)學(xué)關(guān)系計(jì)算出腳制動(dòng)閥開度α非常精確的近似值Y。然后通過接插件傳給車載E⑶。 以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的構(gòu)思和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，包括殼體、傳感器本體和兩套傳感器主體，所述傳感器主體包括棘爪、卡環(huán)、D型頭樞軸、含油軸承、圓柱磁鋼、墊片、回位彈簧和焊有磁敏元件的電路板八個(gè)部分，其特征在于，所述棘爪一端與制動(dòng)閥活塞桿相連，另一端被所述卡環(huán)固定在所述D型頭樞軸的上部；所述卡環(huán)為開口圓環(huán)；所述含油軸承安裝于所述D型頭樞軸的中部，并與所述傳感器本體配合；所述圓柱磁鋼固定于所述D型頭樞軸底部的一圓形凹槽中；所述墊片為碟形彈簧墊片，套裝于所述D型頭樞軸上與所述傳感器本體配合；所述回位彈簧的軸線與所述D型頭樞軸的軸線一致，一端與棘爪固定連接，另一端與所述傳感器本體相固定；所述焊有磁敏元件的電路板固定在所述殼體上，位于所述圓柱磁鋼正下方。
2.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述傳感器主體有兩套，同時(shí)測量腳制動(dòng)閥開度，兩路信號(hào)同時(shí)輸出，提高測量精度。
3.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述D型頭樞軸上部為D型頭。
4.如權(quán)利要求所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述D型頭樞軸有一軸向矩形限位凹槽。
5.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述D型頭樞軸底部有一個(gè)安裝所述圓柱磁鋼的凹槽，所述凹槽具有倒拔模特征。
6.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述棘爪包括L型柄和D型孔。
7.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述棘爪的安裝孔為D型孔。
8.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述棘爪的D型孔內(nèi)部有一段軸向矩形限位凸段。
9.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述棘爪的D型孔有一軸向開口。
10.如權(quán)利要求I所述的高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，其特征在于，所述傳感器本體設(shè)置有一限制所述樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的止擋槽。
專利摘要一種高精度非接觸式腳制動(dòng)閥開度傳感器，包括殼體、傳感器本體和兩套傳感器主體，所述傳感器主體包括棘爪、卡環(huán)、D型頭樞軸、含油軸承、圓柱磁鋼、墊片、回位彈簧和焊有磁敏元件的電路板八個(gè)部分，其特征在于，所述棘爪一端與制動(dòng)閥活塞桿相連，另一端被所述卡環(huán)固定在所述D型頭樞軸的上部；所述卡環(huán)為開口圓環(huán)；所述含油軸承安裝于所述D型頭樞軸的中部，并與所述傳感器本體配合；所述圓柱磁鋼固定于所述D型頭樞軸底部的一圓形凹槽中；所述墊片為碟形彈簧墊片，套裝于所述D型頭樞軸上與所述傳感器本體配合。本傳感器提高了傳感器的線性度，延長了使用壽命，增強(qiáng)了車輛制動(dòng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F16K37/00GK202360874SQ201120130120
公開日2012年8月1日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者吳昊天, 廖聰, 歐遠(yuǎn)海, 詹成強(qiáng), 謝婷婷 申請人:吳昊天