專利名稱：一種方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
作為汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)等車載系統(tǒng)的必備測(cè)量裝置，方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置的使用越來越廣泛。目前有光電式、磁感應(yīng)式以及采用電位計(jì)的轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置。采用光電式的轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，需要編碼盤和不止一個(gè)的光電轉(zhuǎn)角傳感器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可罪性不聞，價(jià)格昂貴。采用電位計(jì)方式的轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，存在物理摩擦，可靠性較低。而現(xiàn)有的磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，一般需要兩套小齒輪、兩套磁路和兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器，當(dāng)汽車方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，引起設(shè)于兩小齒輪上的兩個(gè)磁路磁場(chǎng)變化，兩個(gè)磁感應(yīng)傳感器設(shè)于兩磁路附近，從而感應(yīng)到磁場(chǎng)強(qiáng)度不同而獲取轉(zhuǎn)向軸的位置信號(hào)。這種磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)精度要求很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題包括，針對(duì)現(xiàn)有的磁感應(yīng)式方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，對(duì)精度要求高的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適用性更廣的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，包括:內(nèi)齒輪副、磁體、磁感應(yīng)傳感器，所述內(nèi)齒輪副包括:第一齒輪、第二齒輪，且第二齒輪的直徑小于第一齒輪的半徑；所述第二齒輪的內(nèi)側(cè)與方向盤轉(zhuǎn)向軸相對(duì)固定連接；所述第一齒輪的中心軸與第一齒輪相對(duì)固定連接；所述磁體設(shè)于第一齒輪的中心軸上，且磁體的N、S極連線方向與中心軸方向不平行；所述磁感應(yīng)傳感器用于檢測(cè)磁體的磁場(chǎng)變化，并獲得方向盤轉(zhuǎn)向軸的位置信號(hào)。本發(fā)明的只采用一塊磁體以及一個(gè)磁感應(yīng)傳感器檢測(cè)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，而獲取方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，故其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，容易實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的是，所述磁體通過一連接桿與第一滾輪固定連接。優(yōu)選的是，所述磁感應(yīng)傳感器直接焊接在磁體上方的PCB板上。優(yōu)選的是，所述磁體的N、S極連線方向與第一滾輪的中心軸相互垂直。優(yōu)選的是,所述磁感應(yīng)傳感器與磁體間的距離在1.5mm至2.2mm之間。優(yōu)選的是，所述磁體為永磁鐵。優(yōu)選的是，所述第一齒輪與第二齒輪的半徑比為1:4 6。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第一齒輪與第二齒輪的半徑比為1:5。優(yōu)選的是，所述磁感應(yīng)傳感器的分辨率為0.01°。優(yōu)選的是，所述磁感應(yīng)傳感器的量程為360°。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)圖；其中附圖標(biāo)記為:101、第一齒輪；102、第二齒輪；103、磁體；104、磁感應(yīng)傳感器；105、連接桿；106、方向盤轉(zhuǎn)向軸。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1:本實(shí)施例提供一種方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，包括:內(nèi)齒輪副、磁體103、磁感應(yīng)傳感器104。所述內(nèi)齒輪副包括:第一齒輪101、第二齒輪102,且第二齒輪102的直徑小于第一齒輪101的半徑；所述第二齒輪102的內(nèi)側(cè)與方向盤轉(zhuǎn)向軸106相對(duì)固定連接；所述磁體103設(shè)于第一齒輪101的中心軸上，且磁體103的N、S極連線方向與中心軸方向不平行；所述第一齒輪101的中心軸與第一齒輪101相對(duì)固定連接；所述磁感應(yīng)傳感器104用于檢測(cè)磁體103的磁場(chǎng)變化，并獲得方向盤轉(zhuǎn)向軸106的位置信號(hào)。下面結(jié)合圖1具體說明本發(fā)明的工作工程。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)向軸106帶動(dòng)第二齒輪102以1:1的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第二齒輪102帶動(dòng)第一齒輪101轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第一齒輪101帶動(dòng)設(shè)于其中心軸上的磁體103轉(zhuǎn)動(dòng)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)磁體103與第二齒輪102間的磁通量就會(huì)變化，故可通過磁感應(yīng)傳感器104輸出不同位置信號(hào)。優(yōu)選地，磁體103通過一連接桿105與第一滾輪固定連接，故其可以保證第一齒輪101可以帶通磁體103轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，磁感應(yīng)傳感器104直接焊接在磁體103上方的PCB板上。此時(shí)將磁感應(yīng)傳感器104將檢測(cè)到的位置信號(hào)通過數(shù)據(jù)線傳輸給PCB板上的CPU控制單元，第一齒輪101隨著方向盤轉(zhuǎn)向軸106轉(zhuǎn)動(dòng)輸出相應(yīng)的波形,該波形代表轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)角的位置。優(yōu)選地，磁體103的N、S極連線方向與第一滾輪的中心軸相互垂直。故其在方向盤轉(zhuǎn)向軸106轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)磁通量變化更加明顯，檢測(cè)更加精確。優(yōu)選地，磁感應(yīng)傳感器104與磁體103間的距離在1.5mm至2.2mm之間。優(yōu)選地，上述磁體103為永磁鐵，當(dāng)然其他磁體103也是可以的。優(yōu)選地，第一齒輪101與第二齒輪102的半徑比為1:4 6。最佳比例是第一齒輪101與第二齒輪102的半徑比為1:5。若磁感應(yīng)傳感器104的量程為360°，這樣本方向盤測(cè)量裝置的理論量程為5圈(第二齒輪102轉(zhuǎn)一圈，第一齒輪101轉(zhuǎn)5圈，也就是方向盤轉(zhuǎn)5圈)，即360*5=1800°，足夠目前使用。但是實(shí)際磁體103通過一連接桿105與第一齒輪101相對(duì)固定連接，故其不能轉(zhuǎn)動(dòng)到第二齒輪102所在位置范圍內(nèi)(圖1虛線部分)，此時(shí)量程的范圍了估算為:360° -2*arcsin(R/(5R-R))=360。-2*arcsin(0.25) ^ 330。。因此，本傳感器的量程為330° X5=1650°。優(yōu)選地，使用的磁感應(yīng)傳感元件的分辨率為0.01°，本方向盤測(cè)量裝置的精度為0.05°，足夠方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置的要求。本實(shí)施例的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有了明顯的提高，在結(jié)構(gòu)上只采用一塊磁體103以及一個(gè)磁感應(yīng)傳感器104,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)節(jié)約成本,采用磁感應(yīng)傳感器104，其本身結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重 量輕，安裝方便，功耗小，頻率高，而且精度高，線性度好。故其，檢測(cè)更加準(zhǔn)確?？梢岳斫獾氖牵陨蠈?shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，包括:內(nèi)齒輪副、磁體、磁感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述內(nèi)齒輪副包括:第一齒輪、第二齒輪，且第二齒輪的直徑小于第一齒輪的半徑； 所述第二齒輪的內(nèi)側(cè)與方向盤轉(zhuǎn)向軸相對(duì)固定連接； 所述第一齒輪的中心軸與第一齒輪相對(duì)固定連接；所述磁體設(shè)于第一齒輪的中心軸上，且磁體的N、S極連線方向與中心軸方向不平行； 所述磁感應(yīng)傳感器用于檢測(cè)磁體的磁場(chǎng)變化，并獲得方向盤轉(zhuǎn)向軸的位置信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁體通過一連接桿與第一滾輪固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)傳感器直接焊接在磁體上方的PCB板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁體的N、S極連線方向與第一滾輪的中心軸相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)傳感器與磁體間的距離在1.5mm至2.2mm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁體為永磁鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一齒輪與第二齒輪的半徑比為1:4 6。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一齒輪與第二齒輪的半徑比為1:5。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)傳感器的分辨率為0.01°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，其特征在于，所述磁感應(yīng)傳感器的量程為360。。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置，屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，其可解決現(xiàn)有的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，同時(shí)對(duì)精度要求很高的問題。本發(fā)明的方向盤轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置包括內(nèi)齒輪副、磁體、磁感應(yīng)傳感器，所述內(nèi)齒輪副包括第一齒輪、第二齒輪，且第二齒輪的直徑小于第一齒輪的半徑；所述第二齒輪的內(nèi)側(cè)與方向盤轉(zhuǎn)向軸相對(duì)固定連接；所述磁體設(shè)于第一齒輪的中心軸上，且磁體的N、S極連線方向與中心軸方向不平行；所述第一齒輪的中心軸與第一齒輪相對(duì)固定連接；所述磁感應(yīng)傳感器用于檢測(cè)磁體的磁場(chǎng)變化，并獲得轉(zhuǎn)向軸的位置信號(hào)。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，適用范圍廣。
文檔編號(hào)G01B7/30GK103217095SQ201310111320
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者周宏 , 李芳珍, 王建輝 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司