專利名稱：一種永磁式機(jī)輪速度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機(jī)防滑剎車系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種永磁式機(jī)輪速度傳感器。
背景技術(shù)：
隨著電子防滑剎車系統(tǒng)技術(shù)研究應(yīng)用日趨成熟，目前幾乎所有飛機(jī)都安裝了該系統(tǒng)，機(jī)輪速度傳感器作為電子防滑剎車系統(tǒng)的一個重要部件，用于感受機(jī)輪的速度并產(chǎn)生與機(jī)輪速度信號成正比的頻率信號，傳給控制器，由控制器根據(jù)信號頻率來決定是否需要進(jìn)行防滑剎車，由此可見，機(jī)輪速度傳感器的好壞，及測量精度的高低，對剎車系統(tǒng)的正常
工作有著重要影響。傳統(tǒng)剎車系統(tǒng)的速度傳感器一般為慣性傳感器，該傳感器由飛輪、滾珠、襯套、螺旋彈簧、頂桿和搖臂、拉桿、進(jìn)油針閥及放油針閥組成，通過感應(yīng)負(fù)角加速度來進(jìn)行防滑，上述結(jié)構(gòu)，主要采用機(jī)械零件，具有可靠性高、邏輯控制簡單等特點，但是存在構(gòu)復(fù)雜不易加工，動態(tài)響應(yīng)低、測量精度低，產(chǎn)品無余度，易產(chǎn)生單點故障和剎車效率低的不足。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的構(gòu)復(fù)雜不易加工，動態(tài)響應(yīng)低、測量精度低，產(chǎn)品無余度，易產(chǎn)生單點故障和剎車效率低的不足，本發(fā)明提出了一種永磁式機(jī)輪速度傳感器。本發(fā)明包括端蓋、磁鋼座、轉(zhuǎn)子組件、薄軸承、滾珠軸承、撥桿、定子、永磁合金、線圈組件、殼體和電連接器；其中定子和轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)輪均安裝在定子的內(nèi)孔中；轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)軸通過薄軸承和滾珠軸承安裝在殼體一端的軸孔內(nèi)；殼體的內(nèi)圓表面與薄軸承的外圓表面和滾珠軸承的外圓表面之間均過盈配合；端蓋安裝在殼體的另一端；磁鋼座安裝在殼體內(nèi)，并位于定子的一側(cè)；線圈組件位于磁鋼座的內(nèi)孔中；永磁合金安裝在線圈組件的內(nèi)孔中，并且兩者之間過盈配合；電連接器固定在端蓋的外端面上；撥桿固定在轉(zhuǎn)軸的端頭；轉(zhuǎn)輪的外圓周上均布有齒，定子一端的內(nèi)圓表面有齒，并且所述轉(zhuǎn)輪上的齒數(shù)與所述定子上的齒數(shù)相同；當(dāng)定子與轉(zhuǎn)輪相互配合時，所述定子的齒頂表面與轉(zhuǎn)輪的齒頂表面之間有0. Imm的間隙，并且在定子與轉(zhuǎn)輪相互配合的初始位置時，定子的齒頂與轉(zhuǎn)輪的齒頂相對；當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動時，隨著定子與轉(zhuǎn)輪相對位置的變化，在定子與轉(zhuǎn)輪之間的磁隙形成凸凹相錯的變化。轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)軸組成，轉(zhuǎn)輪位于轉(zhuǎn)軸一端。本發(fā)明中轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸聯(lián)成一體，上有齒輪或撥叉和機(jī)輪上的驅(qū)動裝置相嚙合。定子為-齒環(huán)，轉(zhuǎn)子為-齒盤，二者齒頂徑向相對，齒頂之間有一小間隙(0.15 0. 3mm)。永磁合金通過線圈架壓入磁鋼座內(nèi)，通過定位銷及擋圈防止徑向及軸向運動，在線圈上采用雙余度，可輸入雙信號。當(dāng)軸在機(jī)輪驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時帶著轉(zhuǎn)子組件一起轉(zhuǎn)動，隨著轉(zhuǎn)子齒和定子齒的相對與錯開，齒間磁阻不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致磁通量的改變，變化的磁通量在線圈組件上感應(yīng)產(chǎn)生正弦電壓信號，正弦信號的頻率同機(jī)輪轉(zhuǎn)動速度成正比。端蓋通過螺釘固定在殼體上。
本發(fā)明在工作中起到了小型變磁阻式發(fā)電機(jī)的作用。工作時無需外部電源為傳感器供電，只要機(jī)輪轉(zhuǎn)動，安裝在機(jī)輪上的傳感器就能產(chǎn)生與機(jī)輪速度成正比的輸出信號，為了滿足余度要求，線圈采用雙線繞，實現(xiàn)了產(chǎn)品的余度設(shè)計，當(dāng)速度傳感器由機(jī)輪帶動旋轉(zhuǎn)時，齒環(huán)上與轉(zhuǎn)子上的矩形齒對準(zhǔn)、偏離交替地發(fā)生，引起閉合磁路中的磁阻周期性變化， 磁路中的磁通量亦隨之同步變化，于是在線圈上產(chǎn)生一個與磁阻變化頻率相同的近似正弦變化的感應(yīng)電壓，得到與機(jī)輪轉(zhuǎn)速成正比具有一定電壓的頻率信號。和傳統(tǒng)的慣性傳感器相比，本發(fā)明具有以下特點結(jié)構(gòu)簡單，有效減輕了傳感器的重量；工作中沒有活動接觸點、壽命長、靈敏度高、輸出特性好且穩(wěn)定可靠。本發(fā)明不需外部電源為傳感器供電，控制方式更加靈活，響應(yīng)快，便于飛機(jī)對速度信號進(jìn)行采集、處理，使飛行員能夠方便進(jìn)行操作；直接安裝在機(jī)輪端蓋內(nèi)，無需對機(jī)輪做任何改動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，拆卸方便，維護(hù)簡單，制造成本低。


附圖1是永磁式機(jī)輪速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是轉(zhuǎn)子組件的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖3是定子的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是線圈組件的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖5是磁鋼座的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖6是殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖7是撥桿的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖8是端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.端蓋 2.防塵圈 3.銷釘 4.磁鋼座 5.擋圈 6.轉(zhuǎn)子組件 7.薄軸承 8.滾珠軸承9.彈簧墊圈10.撥桿11.螺母12.鍵13.墊片14.定子15.永磁合金16.線圈組件17.殼體18.密封圈19.電連接器20.螺釘21.轉(zhuǎn)輪22.轉(zhuǎn)軸 23.套管24.氟塑料導(dǎo)線25.漆包線26.骨架
具體實施例方式本實施例是一種用于某系統(tǒng)的機(jī)輪速度傳感器。本實施例包括端蓋1、防塵圈2、磁鋼座4、擋圈5、轉(zhuǎn)子組件6、薄軸承7、滾珠軸承 8、彈簧墊圈9、撥桿10、螺母11、鍵12、墊片13、定子14、永磁合金15、線圈組件16、殼體17、 密封圈18和電連接器19。殼體17是本實施例的載體。定子14安裝的殼體17大內(nèi)徑孔的孔底。轉(zhuǎn)子組件 6的轉(zhuǎn)輪21安裝在定子14的內(nèi)孔中；轉(zhuǎn)子組件6的轉(zhuǎn)軸22通過薄軸承7和滾珠軸承8安裝在殼體17 —端的軸孔內(nèi)；端蓋1安裝在殼體17的另一端。磁鋼座4安裝在殼體17內(nèi)， 并位于定子14的一側(cè)。線圈組件16位于磁鋼座4的內(nèi)孔中。永磁合金15安裝在線圈組件16的內(nèi)孔中。電連接器19通過螺釘20固定在端蓋的外端面上。撥桿10通過鍵12固定在轉(zhuǎn)軸22的端頭。轉(zhuǎn)子組件6由轉(zhuǎn)輪21和轉(zhuǎn)軸22組成，轉(zhuǎn)輪21位于轉(zhuǎn)軸22 —端，并通過激光焊與轉(zhuǎn)軸22連接在一起。轉(zhuǎn)輪21的外圓周上均布有50個齒，齒間距為1.5mm，齒寬為2mm，齒高為0. 5mm。轉(zhuǎn)輪21外圓周上的齒和定子內(nèi)圓表面上的齒相配合，通過齒頂齒底錯位時產(chǎn)生磁阻變化。轉(zhuǎn)軸22的外圓表面有鍵槽。轉(zhuǎn)子組件6的轉(zhuǎn)軸22依次穿過薄軸承7、滾珠軸承8和殼體17，并通過鍵12對薄軸承7、滾珠軸承8和殼體17軸向定位。殼體17的內(nèi)圓表面與薄軸承7的外圓表面和滾珠軸承8的外圓表面之間均過盈配合。鍵12采用標(biāo)準(zhǔn)件。 本實施例中，轉(zhuǎn)軸22為一長度為30mm直徑為7mm圓柱體；轉(zhuǎn)輪21的外徑與定子14的內(nèi)徑相同；轉(zhuǎn)軸22的外徑與薄軸承7、滾珠軸承8的內(nèi)徑相同。定子14為環(huán)形件。在定子14 一端表面中心處有磁鋼座4的安裝槽，在該安裝槽的中心有拆卸孔。在所述定子另一端的內(nèi)圓表面有50個齒，所述齒的間距為1. 5mm，齒寬為 2mm,齒高為 0. 5mmο當(dāng)定子14與轉(zhuǎn)輪21相互配合時，所述定子14的齒頂表面與轉(zhuǎn)輪21的齒頂表面之間有0. Imm的間隙，并且在定子14與轉(zhuǎn)輪21相互配合的初始位置時，定子14的齒頂與轉(zhuǎn)輪21的齒頂相對。當(dāng)轉(zhuǎn)輪21轉(zhuǎn)動時，隨著定子14與轉(zhuǎn)輪21相對位置的變化，在定子14 與轉(zhuǎn)輪21之間的磁隙形成凸凹相錯的變化。線圈組件16由套管23、氟塑料導(dǎo)線對、漆包線25和骨架沈組成，首先將漆包線 25始端預(yù)留約150mm后通過繞線機(jī)繞在骨架沈上。繞線完畢，將氟塑料導(dǎo)線M剝除3 4mm,并按原絞合狀態(tài)進(jìn)行絞合。將漆包線始端和末端用細(xì)砂紙去掉絕緣漆層，按螺旋方向分別纏繞在氟塑料導(dǎo)線M端，用焊料HLSrfbSb-O. 8焊接。焊后用無水乙醇清洗干凈，涂 W30-4漆，套管并將套管23套在氟塑料導(dǎo)線上M。磁鋼座4為圓形殼體。磁鋼座4的外徑與殼體7的內(nèi)徑相同；磁鋼座4的內(nèi)徑與線圈組件16的外徑相同。永磁合金15裝入磁鋼座4內(nèi)孔中，并且兩者之間過盈配合；磁鋼座4位于線圈組件16內(nèi)孔中，并通過銷釘3定位。殼體17為中空回轉(zhuǎn)體。所述殼體17的內(nèi)孔為階梯狀。該殼體17的內(nèi)孔的最大孔徑與線圈組件16的最代外徑相同。該殼體17的內(nèi)孔的最小孔徑與薄軸承7、滾珠軸承8 的外徑相同。在殼體17最小孔徑中部有徑向凸出的凸臺，形成了薄軸承7、滾珠軸承8的軸肩。薄軸承7和滾珠軸承8分別安裝在所述軸肩的兩側(cè)。殼體17與滾珠軸承8相鄰的端面為該殼體17與輪軸連接的法蘭；殼體的另一端有連接端蓋1的內(nèi)螺紋。端蓋1為中空回轉(zhuǎn)體，外圓表面有用于和殼體17配合的螺紋；在端蓋1的中間開有通孔，用于將線圈16上的引線穿出。端蓋1的端面上有與電連接器19固定連接的螺紋孔。撥桿10為“U”形板件。在撥桿10的一端有轉(zhuǎn)軸22的過孔。所述撥桿10的“U”
形槽的寬度與機(jī)輪上的撥軸的直徑相適應(yīng)。 裝配時先將一對薄軸承7滾珠軸承8壓入殼體17中，然后將轉(zhuǎn)子組件6從薄軸承 7滾珠軸承8及殼體17中孔穿過，轉(zhuǎn)輪21位于殼體內(nèi)部，在轉(zhuǎn)輪21端面與殼體17的內(nèi)表面之間有墊片13，以保證轉(zhuǎn)輪21在轉(zhuǎn)動時不損害殼體17。轉(zhuǎn)軸22在殼體外部，通過鍵12 和撥桿10連接，為防止轉(zhuǎn)子組件6產(chǎn)生軸向移動用彈簧墊圈9和螺母11擰在轉(zhuǎn)軸22上并鎖死。 轉(zhuǎn)子組件6裝好后，用壓桿將定子14垂直緩慢壓入殼體17至止動。再將永磁合金 15裝入線圈組件16，然后將線圈組件16裝入到磁鋼座4中，磁鋼座4 一端壓住定子14，為避免磁鋼座4轉(zhuǎn)動，將銷釘3 —端裝在磁鋼座4槽內(nèi)，一端裝在殼體17槽內(nèi)進(jìn)行止動。為避免磁鋼座4軸向移動，將端蓋1擰在殼體17上并壓緊磁鋼座4，在端蓋1擰在殼體17之前先將防塵圈2套在端蓋1的密封槽中并理順，將所有引線從端蓋1孔中引出，引出導(dǎo)線與電連接器19采用壓接方式連接，電連接器19通過螺釘20固定在端蓋1上，其中防塵圈2、 銷釘3和螺釘20均為標(biāo)準(zhǔn)件，市場上可購買到。 電機(jī)式機(jī)輪速度傳感器工作過程為，當(dāng)和撥桿10連接的傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動時，帶動撥桿10傳動一起轉(zhuǎn)動，同時和撥桿10連接的轉(zhuǎn)子組件6也隨之轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子組件6上的齒環(huán)與定子14上的矩形齒對準(zhǔn)、偏離交替地發(fā)生，引起閉合磁路中的磁阻周期性變化，磁路中的磁通量亦隨之同步變化，于是在線圈上產(chǎn)生一個與磁阻變化頻率相同的近似正弦變化的感應(yīng)電壓，得到與機(jī)輪轉(zhuǎn)速成正比具有一定電壓的頻率信號。
權(quán)利要求
1.一種永磁式機(jī)輪速度傳感器，其特征在于，包括端蓋、磁鋼座、轉(zhuǎn)子組件、薄軸承、滾珠軸承、撥桿、定子、永磁合金、線圈組件、殼體和電連接器；其中定子和轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)輪均安裝在定子的內(nèi)孔中；轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)軸通過薄軸承和滾珠軸承安裝在殼體一端的軸孔內(nèi)；殼體的內(nèi)圓表面與薄軸承的外圓表面和滾珠軸承的外圓表面之間均過盈配合；端蓋安裝在殼體的另一端；磁鋼座安裝在殼體內(nèi)，并位于定子的一側(cè)；線圈組件位于磁鋼座的內(nèi)孔中；永磁合金安裝在線圈組件的內(nèi)孔中，并且兩者之間過盈配合；電連接器固定在端蓋的外端面上；撥桿固定在轉(zhuǎn)軸的端頭；轉(zhuǎn)輪的外圓周上均布有齒，定子一端的內(nèi)圓表面有齒，并且所述轉(zhuǎn)輪上的齒數(shù)與所述定子上的齒數(shù)相同；當(dāng)定子與轉(zhuǎn)輪相互配合時，所述定子的齒頂表面與轉(zhuǎn)輪的齒頂表面之間有0. Imm的間隙，并且在定子與轉(zhuǎn)輪相互配合的初始位置時，定子的齒頂與轉(zhuǎn)輪的齒頂相對；當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動時，隨著定子與轉(zhuǎn)輪相對位置的變化，在定子與轉(zhuǎn)輪之間的磁隙形成凸凹相錯的變化。
2.如權(quán)利要求1所述一種永磁式機(jī)輪速度傳感器，其特征在于，轉(zhuǎn)子組件由轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)軸組成，轉(zhuǎn)輪位于轉(zhuǎn)軸一端。
全文摘要
一種永磁式機(jī)輪速度傳感器。定子和轉(zhuǎn)子組件矩安裝在定子的內(nèi)孔中；轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)軸通過薄軸承和滾珠軸承安裝在殼體一端的軸孔內(nèi)；磁鋼座安裝在殼體內(nèi)；線圈組件位于磁鋼座的內(nèi)孔中；永磁合金安裝在線圈組件的內(nèi)孔中。轉(zhuǎn)輪的齒數(shù)與定子的齒數(shù)相同，并且定子的齒頂表面與轉(zhuǎn)輪的齒頂表面之間有間隙。在定子與轉(zhuǎn)輪相互配合的初始位置時，定子的齒頂與轉(zhuǎn)輪的齒頂相對；當(dāng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動時，隨著定子與轉(zhuǎn)輪相對位置的變化，在定子與轉(zhuǎn)輪之間的磁隙形成凸凹相錯的變化。本發(fā)明不需外部電源，控制靈活，響應(yīng)快，便于飛機(jī)對速度信號進(jìn)行采集、處理，使飛行員能夠方便進(jìn)行操作；直接安裝在機(jī)輪端蓋內(nèi)，無需對機(jī)輪做任何改動。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，拆卸方便，維護(hù)簡單，制造成本低。
文檔編號G01P3/488GK102495228SQ20111037550
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者何學(xué)工, 劉莉, 王蕾, 閔麗, 馬曉軍 申請人:西安航空制動科技有限公司