【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电磁感应传感，具体涉及一种电感式冗余扭矩角度传感器结构及方法。
技术介绍
1、近年来，随着汽车自动控制系统的快速发展,人们对降低汽车燃油消耗、结构紧凑、质量轻、便于维护保养等要求的提高，以及对传感器响应速度、测量精度、准确度和可靠性也提出了更加严格的性能要求。而汽车转向传感器设计的好坏与汽车的稳定性、安全性、操作性有着直接的联系。
2、传统的扭矩角度传感器通常是使用直接接触的方式来测量转动轴的扭矩，这种测量的缺陷在于长时间的接触会导致磨损从而影响测量的精度，检测精度低,稳定性差；抗干扰性弱；易受使用现场外部磁场的干扰，环境耐受度低；传统传感器通常使用电池供电，使用寿命短使用成本高；传统的绕线式传感器体积大，成本高。
3、因此，针对上述技术问题，有必要提供一种改良的扭矩传感装置。
4、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电感式冗余扭矩角度传感器结构及其设计方法，其能够大幅提高转子扭矩和角度测算的可靠性和适应性。
2、为了实现上述目的，本专利技术一具体实施例提供的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供了一种电感式冗余扭矩角度传感器结构，其包括：
4、定子模块，包括pcb板，线圈组以及芯片组，所述pcb板上形成有多层布设平面；所述线圈组
5、转子模块，包括输入端转子与输出端转子，所述输入端转子与输出端转子与扭力杆连接，所述转子模块与所述定子模块同轴，且维持有安装气隙。
6、在一个或多个实施方式中，所述输入端转子包括设置于同一平面相互啮合的第一齿轮与第二齿轮，所述第一齿轮与所述线圈组沿同一轴线布设；
7、所述第二齿轮上设置有一卡接槽，所述卡接槽中卡接有两对极的磁钢。
8、在一个或多个实施方式中，所述装置还包括：
9、壳体，包括上壳体以及下壳体，所述上壳体以及所述下壳体之一的边缘设置有抵接槽，另一的边缘设置有抵接部；基于所述抵接槽与抵接部，上壳体与下壳体相抵接形成第一收容空间，所述定子模块与所述转子模块设置于所述第一收容空间内；
10、所述壳体内部分层设置有多个支撑组件，每个支撑组件由多个沿所述线圈组轴线方向距离相同的支撑件组成，用于固定设置于所述收容空间内的各个元器件；
11、所述壳体外部设置有第一卡接组件，以及与所述第一卡接组件相配合的第二卡接组件。
12、在一个或多个实施方式中，所述第一卡接组件包括凸设于所述壳体的第一搭接件以及与所述第一搭接件合围形成第二收容空间的第一限位件、第二限位件以及第一卡接件；
13、所述第一限位件与所述第二限位件相向设置，所述第一搭接件与所述第一卡接件相向设置；
14、所述第二收容空间内，第一卡接件一侧凸设有一卡接部。
15、在一个或多个实施方式中，所述第二卡接组件包括第三限位件、第二搭接件以及第二卡接件；
16、所述第二卡接件用于与所述卡接部相配合，将所述第一卡接组件与所述第二卡接组件卡接固定；
17、所述第二搭接件包括搭接部、第一延伸部以及第二延伸部；所述搭接部搭接于所述第一搭接件，并基于所述第一延伸部与所述第二卡接件相连，基于第二延伸部与所述第三限位件相连。
18、在一个或多个实施方式中，多个所述电感芯片封装于一电感元件中；
19、多个所述霍尔芯片封装于一霍尔元件中，所述电感元件与所述霍尔元件与所述感应线圈独立连接。
20、在一个或多个实施方式中，所述霍尔元件设置于所述磁钢沿所述第二齿轮轴线方向，在所述pcb板上的投影区域。
21、在一个或多个实施方式中，所述电感式冗余扭矩角度传感器结构设置有一通孔，该通孔贯穿所述pcb板、输出转子、第一齿轮均且与所述线圈组同轴；
22、所述扭力杆设置于所述通孔内，并与所述输入端转子与输出端转子固定连接。
23、在一个或多个实施方式中，所述感应线圈包括输入端感应线圈以及输出端感应线圈，所述输入端感应线圈设置在所述pcb板靠近输入端转子一侧的布设平面；
24、所述输出端感应线圈设置在所述pcb板靠近输出端转子一侧的布设平面。
25、第二方面，本专利技术提供了一种冗余扭矩角度传感方法，其包括：
26、在所述激励线圈中通入交流电，生成第一磁场；
27、转动连接于扭力杆的转向器，带动连接于扭力杆的输入端转子与输出端转子进行转动，输入端转子与输出端转子表面产生电涡流形成与所述第一磁场方向相反的第二磁场及第三磁场，所述第一磁场与所述第二磁场耦合到输入端感应线圈上，所述第一磁场与所述第三磁场耦合到输出端感应线圈上，所述输入端感应线圈与所述输出端感应线圈内生产感应电流；
28、基于所述电感式冗余扭矩角度传感器结构的工作状态，选取用于信号转换的所述电感芯片及霍尔芯片；
29、基于所述输入端感应线圈与所述输出端感应线圈内的感应电流，获取所述输入端转子与所述输出端转子的旋转角度及扭矩。
30、在一个或多个实施方式中，所述基于输入端感应线圈与输入端感应线圈内的感应电流，获取所述输入端转子与所述输出端转子的旋转角度及扭矩，包括：
31、基于所述电感芯片及所述霍尔芯片将所述感应电流转换为数字信号；
32、电子控制器基于所述数字信号，计算并输出转子对应的扭矩和角度。
33、在一个或多个实施方式中，布设所述输入端感应线圈与输入端感应线圈，包括：
34、基于所述pcb板上的布线区域，设置第一正弦波以及与所述第一正弦波相位偏移半个所述第一正弦波的周期的第二正弦波；
35、基于线圈驱动方程式，将所述第一正弦波与所述第二正弦波变换至极坐标系下，生成第一轨迹；
36、基于第一轨迹、第二轨迹、第三轨迹，在所述布线区域绕制线圈，所述第二轨迹、第三轨迹与所述第一轨迹形状相同，所述第一轨迹、第二轨迹、第三轨迹两两相位差相等。
37、在一个或多个实施方式中，所述线圈驱动方程式为：
38、
39、其中，r表示所述输入端感应线圈或输入端感应线圈的基圆半径，a为所述输入端感应线圈或输入端感应线圈的幅值，t为所述输入端感应线圈或输入端感应线圈的周期，t为对应转子转动角度位置。
40、第三方面，本专利技术提供了一种冗余扭矩角度传感系统，其包括：
41本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，所述电感式冗余扭矩角度传感器结构还包括：
5.根据权利要求4所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，所述第一卡接组件包括凸设于所述壳体的第一搭接件以及与所述第一搭接件合围形成第二收容空间的第一限位件、第二限位件以及第一卡接件；
6.根据权利要求5所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，所述第二卡接组件包括第三限位件、第二搭接件以及第二卡接件；
7.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，
10.一种冗余扭矩角度传感方法，应用于如权利要求1-9所述的
11.根据权利要求10所述的冗余扭矩角度传感方法，其特征在于，所述基于输入端感应线圈与输入端感应线圈内的感应电流，获取所述输入端转子与所述输出端转子的旋转角度及扭矩，包括：
12.根据权利要求10所述的冗余扭矩角度传感方法，其特征在于，布设所述输入端感应线圈与输入端感应线圈，包括：
13.根据权利要求10所述的冗余扭矩角度传感方法，其特征在于，所述线圈驱动方程式为：
14.一种冗余扭矩角度传感系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，所述电感式冗余扭矩角度传感器结构还包括：
5.根据权利要求4所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，所述第一卡接组件包括凸设于所述壳体的第一搭接件以及与所述第一搭接件合围形成第二收容空间的第一限位件、第二限位件以及第一卡接件；
6.根据权利要求5所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在于，所述第二卡接组件包括第三限位件、第二搭接件以及第二卡接件；
7.根据权利要求1所述的电感式冗余扭矩角度传感器结构，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓高强，潘黎明，
申请(专利权)人：上海弓望电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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