齿轮式扭力感测装置制造方法及图纸

一种齿轮式扭力感测装置，包含一个输入轴齿轮、一个输出轴齿轮，及一个行星齿轮单元，该行星齿轮单元包括一个与该输入轴齿轮相互啮合的环齿轮、一个太阳齿轮、一个与该输出轴齿轮相互啮合的行星架齿轮，及多个设置于该行星架齿轮并啮合该环齿轮及该太阳齿轮的行星齿轮，该环齿轮具有一个与该输入轴齿轮啮合的外环齿，及一个与所述行星齿轮啮合的内环齿，当该输入轴齿轮相对该输出轴齿轮产生一个相对转动角度时，受连动的该太阳齿轮的转动角度为该相对转动角度的一个预设倍数，且转动方向为反向，通过该行星齿轮单元的设置，以及各齿轮间的齿数的匹配，能将该输入轴齿轮及该输出轴齿轮间的相对转动角度经由该太阳齿轮进行放大，而方便计算扭力。

Gear type torque sensing device

A gear type torque sensing device includes an input shaft gear, an output shaft gear and a planetary gear unit and the planetary gear unit includes a ring gear and the input shaft gear is meshed with a sun gear, an output shaft and the gear meshing planetary gear the gear, and a plurality of planetary gear arranged on the planetary gear meshing and the ring gear and the sun gear and the ring gear has a gear meshing with the input shaft of the outer ring tooth, tooth ring and a planetary gear meshing with the gear shaft, when the input relative to the output shaft the gear produces a relative rotation angle, rotation angle of the sun gear by linking to the a preset multiple relative rotation angle, and rotation direction is reverse, the planetary gear unit set, and each gear The relative rotation angle between the input shaft gear and the output shaft gear can be amplified by the sun gear, and the torsion force can be calculated conveniently.

【技术实现步骤摘要】
齿轮式扭力感测装置
本专利技术涉及一种齿轮式扭力感测装置，特别是涉及一种能够线性放大扭杆转角范围的齿轮式扭力感测装置。
技术介绍
参阅图1，为了使驾驶人轻松操控车辆，因此在车辆转向系统皆会具备动力辅助的功能，而现有市场上车辆大多配置电动马达型式的动力辅助转向系统91，依电动马达安装位置不同会产生不同型式的转向系统，皆统称为电动辅助转向系统(ElectricPowerSteering,EPS)，其中扭力感测器92为电动辅助转向系统中的一个关键组件。扭力感测器92的主要功能为感测驾驶者转动方向盘93的转向力矩，其实现方法为将扭力感测器92架设在扭杆(图未示)位置来感测扭杆的扭转角度变化，进而输出对应变化的讯号。目前市面上的扭力感测器，架构上大都以霍尔感应方式呈现，参阅图2，为一种运用霍尔感应原理的扭力角度感测器，该扭力角度感测器具有一个转子95、两个定子96及一个霍尔元件97，该转子95固定在一个内部具有扭杆的扭力传递装置(图未示)的一端，其外环上布满磁铁，N-S极接连排列，所述定子96各具爪形，且固定在该扭力传递装置的另一端，其材质具导磁性，该霍尔元件97固定在感测器壳上，能够感应磁通的大小，该扭力传递装置受扭力而使输入轴杆相对输出轴杆产生角度差，以致该转子95及所述定子96产生相对位移，因而产生磁通变化，该霍尔元件97就能够感测磁通量变化，以此判读扭力值。虽然利用该霍尔元件97能够根据该扭力传递装置的输入轴杆相对输出轴杆的角度差而判读扭力，然而，由于该扭力传递装置的输入轴杆相对输出轴杆的角度差的角度变化非常微小，因此对于霍尔元件97及配合的零件的精密度要求非常高。现有另一种扭力感测器，如专利号码CN101825425B专利所示，是将两组行星齿轮组的太阳轮分别由扭杆的两相反端带动后，分别连动至两个齿数不同的感应齿轮，通过量测所述感应齿轮各自的转动角度变化以及自身齿轮比的差异，进而计算出该扭杆的扭转角度，而能够得知扭力的变化。然而，前述的扭力感测器应用了两组的行星齿轮，不但结构复杂，造成成本无法下降，且通过所述感应齿轮各自的转动角度变化以及自身齿轮比的差异的计算方式也相当复杂，导致使用上非常不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方便使用并能够使感测范围线性放大以提高感测精度的齿轮式扭力感测装置。本专利技术齿轮式扭力感测装置，应用于一个扭力传递装置，该扭力传递装置包括一个能够转动的输入轴杆，及一个能够相对该输入轴杆转动的输出轴杆，该扭力感测装置包含一个输入轴齿轮、一个输出轴齿轮，及一个行星齿轮单元。该输入轴齿轮套设于该输入轴杆，该输出轴齿轮套设于该输出轴杆，该行星齿轮单元包括一个与该输入轴齿轮相互啮合的环齿轮、一个位于该环齿轮内的太阳齿轮、一个与该输出轴齿轮相互啮合的行星架齿轮，及多个能够转动地设置于该行星架齿轮且分别设置于该环齿轮及该太阳齿轮间并啮合该环齿轮及该太阳齿轮的行星齿轮，该环齿轮具有一个与该输入轴齿轮啮合的外环齿，及一个与所述行星齿轮啮合的内环齿，当该输入轴齿轮相对该输出轴齿轮产生一个相对转动角度时，受连动的该太阳齿轮的转动角度为该相对转动角度的一个预设倍数，且转动方向为反向。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，该环齿轮的外环齿的齿数与该输入轴齿轮的齿数相同，该环齿轮的内环齿的齿数是该太阳齿轮的齿数的该预设倍数，该行星架齿轮的齿数乘以该预设倍数是等于该输出轴齿轮的齿数乘以该预设倍数后再加上该输出轴齿轮的齿数的和，即满足以下公式：T(E)＝T(I)；T(R)＝T(S)×K；及T(P)×K＝T(O)×(K+1)；T(E)为该环齿轮的外环齿的齿数、T(I)为该输入轴齿轮的齿数、T(R)为该环齿轮的内环齿的齿数、T(S)为该太阳齿轮的齿数、K为该预设倍数、T(P)为该行星架齿轮的齿数、T(O)为该输出轴齿轮的齿数。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，还包含一个转角量测单元，及一个电连接该转角量测单元的计算单元，该转角量测单元包括一个设置于该太阳齿轮的第一磁铁，及一个对应该第一磁铁设置以量测该第一磁铁的转动角度的第一磁感应模组，该计算单元根据该第一磁感应模组量测的该第一磁铁的转动角度计算该输入轴杆相对该输出轴杆的扭力。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，还包含一个角度量测单元，该角度量测单元包括啮合于该行星架齿轮的一个第一齿轮及一个第二齿轮，该第一齿轮的齿数与该第二齿轮的齿数不相同。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，该角度量测单元还包括分别设置于该第一齿轮及该第二齿轮的一个第二磁铁及一个第三磁铁、电连接该计算单元且对应该第二磁铁设置以量测该第二磁铁的转动角度的第二磁感应模组，及电连接该计算单元且对应该第三磁铁设置以量测该第三磁铁的转动角度的第三磁感应模组，该计算单元根据该第二磁感应模组及该第三磁感应模组量测的该第二磁铁及该第三磁铁的转动角度计算该输入轴杆及该输出轴杆的转动角度。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，该预设倍数为十五倍。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，该环齿轮的外环齿的齿数与该输入轴齿轮的齿数同为六十二齿，该太阳齿轮的齿数为六齿，该环齿轮的内环齿的齿数为九十齿，该行星架齿轮的齿数为六十四齿，该输出轴齿轮的齿数为六十齿。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，该第一齿轮的齿数为十九齿，该第二齿轮的齿数为十七齿。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，该输入轴杆具有一个第一杆体，及一个位于该第一杆体的第一导槽，该输出轴杆具有一个第二杆体，及一个位于该第二杆体的第二导槽，该输入轴齿轮包括一个供该第一杆体穿设的第一安装孔，及一个卡制于该第一导槽的第一凸部，该输出轴齿轮包括一个供该第二杆体穿设的第二安装孔，及一个卡制于该第二导槽的第二凸部。本专利技术所述齿轮式扭力感测装置，该行星架齿轮的齿是位于外周缘。本专利技术的有益效果在于：通过该行星齿轮单元的设置，以及该环齿轮的内环齿、该太阳齿轮、该行星架齿轮、该输入轴齿轮及该输出轴齿轮间的齿数的匹配，能将该输入轴杆及该输出轴杆间的转动角度经由该太阳齿轮进行放大，而使感测范围线性放大，以提升感测精度，进而方便计算扭力。附图说明图1是一个示意图，说明一个现有的扭力感测器的设置位置；图2是一个运用霍尔感应原理的一个扭力感测器的立体分解图；图3是本专利技术齿轮式扭力感测装置的一个实施例的剖视图；图4是该实施例的一个立体图；图5是该实施例的一个立体分解图；图6是该实施例的一个示意图，说明各齿轮间的连接关系；图7是该实施例的一个局部剖视图；及图8是一个示意图，说明一个第一齿轮及一个第二齿轮的设置位置。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。参阅图3、4、5，本专利技术齿轮式扭力感测装置200的一个实施例，是应用于一个扭力传递装置8，该扭力传递装置8包括一个能够转动的输入轴杆81、一个能够相对该输入轴杆81转动的输出轴杆82，及一个连接于该输入轴杆81及该输出轴杆82间的可挠扭杆83，该输入轴杆81具有一个第一杆体811，及两个位于该第一杆体811的第一导槽812，该输出轴杆82具有一个第二杆体821，及两个位于该第二杆体821的第二导槽822。该可挠扭杆83能够视为扭力弹簧，其具有与扭力弹簧相同的物理特性，即扭力等于刚性及扭转角度的乘积，该输入轴杆81及该输出轴杆82间具有一个止挡机构(图未示)，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮式扭力感测装置，应用于一个扭力传递装置，该扭力传递装置包括一个能够转动的输入轴杆，及一个能够相对该输入轴杆转动的输出轴杆，其特征在于：该齿轮式扭力感测装置包含一个输入轴齿轮、一个输出轴齿轮，及一个行星齿轮单元，该输入轴齿轮套设于该输入轴杆，该输出轴齿轮套设于该输出轴杆，该行星齿轮单元包括一个与该输入轴齿轮相互啮合的环齿轮、一个位于该环齿轮内的太阳齿轮、一个与该输出轴齿轮相互啮合的行星架齿轮，及多个能够转动地设置于该行星架齿轮且分别设置于该环齿轮及该太阳齿轮间并啮合该环齿轮及该太阳齿轮的行星齿轮，该环齿轮具有一个与该输入轴齿轮啮合的外环齿，及一个与所述行星齿轮啮合的内环齿，当该输入轴齿轮相对该输出轴齿轮产生一个相对转动角度时，受连动的该太阳齿轮的转动角度为该相对转动角度的一个预设倍数，且转动方向为反向。

【技术特征摘要】
1.一种齿轮式扭力感测装置，应用于一个扭力传递装置，该扭力传递装置包括一个能够转动的输入轴杆，及一个能够相对该输入轴杆转动的输出轴杆，其特征在于：该齿轮式扭力感测装置包含一个输入轴齿轮、一个输出轴齿轮，及一个行星齿轮单元，该输入轴齿轮套设于该输入轴杆，该输出轴齿轮套设于该输出轴杆，该行星齿轮单元包括一个与该输入轴齿轮相互啮合的环齿轮、一个位于该环齿轮内的太阳齿轮、一个与该输出轴齿轮相互啮合的行星架齿轮，及多个能够转动地设置于该行星架齿轮且分别设置于该环齿轮及该太阳齿轮间并啮合该环齿轮及该太阳齿轮的行星齿轮，该环齿轮具有一个与该输入轴齿轮啮合的外环齿，及一个与所述行星齿轮啮合的内环齿，当该输入轴齿轮相对该输出轴齿轮产生一个相对转动角度时，受连动的该太阳齿轮的转动角度为该相对转动角度的一个预设倍数，且转动方向为反向。2.根据权利要求1所述的齿轮式扭力感测装置，其特征在于：该环齿轮的外环齿的齿数与该输入轴齿轮的齿数相同，该环齿轮的内环齿的齿数是该太阳齿轮的齿数的预设倍数，该行星架齿轮的齿数乘以该预设倍数是等于该输出轴齿轮的齿数乘以该预设倍数后再加上该输出轴齿轮的齿数的和，即满足以下公式：T(E)＝T(I)；T(R)＝T(S)×K；及T(P)×K＝T(O)×(K+1)；T(E)为该环齿轮的外环齿的齿数、T(I)为该输入轴齿轮的齿数、T(R)为该环齿轮的内环齿的齿数、T(S)为该太阳齿轮的齿数、K为该预设倍数、T(P)为该行星架齿轮的齿数、T(O)为该输出轴齿轮的齿数。3.根据权利要求2所述的齿轮式扭力感测装置，其特征在于：该齿轮式扭力感测装置还包含一个转角量测单元，及一个电连接该转角量测单元的计算单元，该转角量测单元包括一个设置于该太阳齿轮的第一磁铁，及一个对应该第一磁铁设置以量测该第一磁铁的转动角度的第一磁感应模组，该计算单元根据该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙富贤，郭先予，
申请(专利权)人：财团法人车辆研究测试中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71