CN111308115A - 一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，属于传感器技术领域，包括：第一壳体；胶体组件，安装于第一壳体内，其中，胶体组件包括：第二壳体，与第一壳体之间设置有限位部和间隙部；内芯结构，安装于第二壳体内，其中，该内芯结构包括：支架，且在支架上设置有若干个安装工位；多个霍尔元件，分别对应安装于每一个安装工位上；两个印制板，且在每一个印制板上粘接一个由多孔柔性材料制成的连接件，并同步连接于支架上，其中，两个印制板与多个霍尔元件电连；内衬管，两端分别与第一壳体和电缆线嵌套连接。本发明实现四通道、六通道的传输，并消除胶应力，以及避免装配时的相位调整。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，涉及一种速度传感器，特别是一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器。
背景技术
标准动车组信号系统拟采用ATP200C和LKJ2000配套方案，配套ATP200C和LKJ2000的速度传感器都安装于轴端，分别需输出六个通道信号和四个通道信号，用于检测车辆轴端的转速和车辆运行方向。但受限于轴端结构，ATP200C和LKJ2000配套传感器的外形和安装接口尺寸需与牵引电机用主型速度传感器保持基本一致，但这些主型速度传感器仅是双通道速度传感器，
因此，针对现有的速度传感器存在如下三个缺点：
其一，仅能实现双通道的信号输出，无法实现四通道或者六通道的信号输出；
其二，速度传感器以机车应用环境为开发背景，未针对严苛的动车组应用环境进行适应性设计，胶体内部存在应力；
其三，速度传感器在组装过程中需进行相位调试。
综上所述，为解决现有速度传感器结构上的不足，需要设计一种能够实现多通道信号输出，并能解决胶体内部的应力问题，以及在组装过程中无需进行相位调试的速度传感器。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够实现多通道信号输出，并能解决胶体内部的应力问题，以及在组装过程中无需进行相位调试的速度传感器。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，包括：
第一壳体，其上设置有一个第一容纳腔；
胶体组件，安装于第一容纳腔内，其中，胶体组件包括：
第二壳体，且第二壳体与容纳腔腔壁之间设置有一个限位部和一个间隙部，其中，第二壳体上设置有第二容纳腔；
内芯结构，安装于第二容纳腔内，其中，该内芯结构包括：
支架，且在支架上设置有若干个安装工位；
多个霍尔元件，分别对应安装于每一个安装工位上；
两个印制板，且在每一个印制板上粘接一个由多孔柔性材料制成的连接件，并同步连接于支架上，其中，两个印制板与多个霍尔元件电连；
内衬管，两端分别与第一壳体和电缆线嵌套连接。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，安装工位的数量为四个，当每一个安装工位内安装一个单/双通道的霍尔元件时，形成四通道的信号传输；当任选其中三个安装工位，当任选其中三个安装工位，并在选定的每一个安装工位内安装一个双通道的霍尔元件时，形成六通道的信号传输。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，四个安装工位呈环形设置，其中，霍尔元件与安装工位之间为嵌套连接。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，两个印制板相背设置，且连接件的两侧分别与两个印制板相连，其中，两个印制板分别与支架的两侧相卡接。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，两个印制板之间还设置有一个定位部。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，限位部通过凹凸配合连接，其中，在第一容纳腔的腔壁上设置有凹部/或者凸部，且在第二壳体的侧壁上设置有与凹部/或者凸部相配合的凸部/或者凹部。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，限位部包括设置在第一容纳腔腔壁上的限位槽，和设置在第二壳体侧壁上的限位筋。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，间隙部包括设置在第二壳体侧壁上的镂空槽，其中，该镂空槽呈阶梯状设置。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，与第一容纳腔相连一端的内衬管上设置有一个导向部。
在上述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器中，第一壳体与第二壳体均呈一体式结构设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
(1)、通过间隙部和由多孔材料制成的连接件来消除胶体受热膨胀所产生的应力，而且通过限位部来限定胶块组件在第一容纳腔内的周向自由度，从而避免速度传感器在组装过程中所需的相位调试，另外，通过在支架上设置多个安装工位，从而实现多个霍尔元件的安装，进而实现多通道信号的传输；
(2)、通过卡接方式实现两个印制板在支架上的定位，从而提高印制板与霍尔元件之间电连的可靠性(采用锡焊的方式连接)，另外，连接件采用多孔中空材料，可实现挤压收缩，释放空腔，为后续灌胶受热膨胀预留空间；
(3)、在印制板的另一端设置一个定位部，且该定位部是通过支撑柱与印制板上的U型槽卡接完成，通过两组卡接结构，一方面实现了两块印制板的定位连接，另一方面保证了两块印制板之间的相对平行度，从而提高印制板与霍尔元件之间电连的可靠性；
(4)、通过在支撑柱上设置环形槽，使得支撑柱与印制板相卡接时，每一块印制板的上下两侧分别与环形槽的上下两侧相抵靠，从而限制支撑柱沿其轴线方向的自由度，进而提高支撑柱与印制板之间的连接强度；
(5)、通过限位槽与限位筋之间的配合，一方面可以作为胶块组件安装入第一容纳腔时的导向结构，另一方面能够限定胶块组件沿第一容纳腔的轴线方向的周向自由度，从而实现胶块组件在第一壳体内的定角度装配，避免速度传感器相位调试；
(6)、当内芯结构安装于第二壳体内时，需要进行灌胶固定，而胶体受热膨胀，一方面通过泡棉胶条自身的多孔结构来吸收膨胀应力，而当泡棉胶条的吸收应力达到最大值时，多余的膨胀应力会挤压第二壳体，使得第二壳体膨胀，而通过间隙部恰好能够再一次吸收多余的膨胀应力，保证速度传感器使用的可靠性。另外，将间隙部设置呈阶梯状，一方面是为了配合第一壳体中第一容纳腔内部的结构，另一方面是为了在吸收膨胀应力时的均匀性；
(7)、一体式壳体结合不锈钢精密铸造和CNC两种加工方式，利用精密铸造技术将毛坯提前制作成与成品相近的外形，提高了材料的利用率，同时也减免了CNC的制作工序，从而减少了加工时间和加工成本，并且降低了零件的采购成本和采购周期，进而提高了产品的可制造性。
附图说明
图1是本发明一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器的结构示意图。
图2是本发明一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器的局部剖视图。
图3是本发明一较佳实施例中壳体的结构示意图。
图4是本发明一较佳实施例中胶块组件的结构示意图。
图5是本发明一较佳实施例中内芯结构的结构示意图。
图6是本发明一较佳实施例中内芯结构的局部爆炸图一。
图7是本发明一较佳实施例中内芯结构的局部爆炸图二。
图8是本发明一较佳实施例中支架与霍尔元件的装配图。
图9是本发明一较佳实施例中壳体与内衬管的爆炸图。
图中，100、第一壳体；110、第一容纳腔；120、限位槽；200、胶块组件；210、第二壳体；211、第二容纳腔；212、限位筋；213、镂空槽；214、第一条形槽；220、内芯结构；221、支架；2211、安装工位；2212、第一支板；2213、第二支板；2214、卡扣；2215、第二条形槽；222、霍尔元件；223、印制板；2231、卡槽；2232、U型槽；224、连接件；225、支撑柱；2251、环形槽；300、内衬管；310、导向角；400、电缆线。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图9所示，本发明提供的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，包括：第一壳体100，其上设置有一个第一容纳腔110；胶块组件200，安装于第一容纳腔110内，其中，胶块组件200包括：第二壳体210，且第二壳体210与容纳腔腔壁之间设置有一个限位部和一个间隙部，其中，第二壳体210上设置有第二容纳腔211；内芯结构220，安装于第二容纳腔211内，其中，该内芯结构220包括：支架221，且在支架221上设置有若干个安装工位2211；多个霍尔元件222，分别对应安装于每一个安装工位2211上；两个印制板223，且在每一个印制板223上粘接一个由多孔柔性材料制成的连接件224，并同步连接于支架221上，其中，两个印制板223与多个霍尔元件222电连；内衬管300，两端分别与第一壳体100和电缆线400嵌套连接。
在本实施例中，为了保证胶块组件200的整体性，以及第一壳体100与胶块组件200之间连接的可靠性，一般在第二壳体210的第二容纳腔211内，第一壳体100的第一容纳腔110腔口处进行“灌胶处理”，从而形成“一体化结构”，但是胶体受热会进行膨胀，影响速度传感器使用的可靠性，因此，需要对胶体受热膨胀所产生的应力进行消除处理。
本发明提供的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，通过间隙部和由多孔材料制成的连接件224来消除胶体受热膨胀所产生的应力，而且通过限位部来限定胶块组件200在第一容纳腔110内的周向自由度，从而避免速度传感器在组装过程中所需的相位调试，另外，通过在支架221上设置多个安装工位2211，从而实现多个霍尔元件222的安装，进而实现多通道信号的传输。
进一步优选地，安装工位2211的数量为四个，当每一个安装工位2211内安装一个单通道/双通道的霍尔元件222时，形成四通道的信号传输；当任选其中三个安装工位2211，并在选定的每一个安装工位2211内安装一个双通道的霍尔元件222时，形成六通道的信号传输。
进一步优选地，四个安装工位2211呈环形设置，其中，霍尔元件222与安装工位2211之间为嵌套连接。
在现有的速度传感器中，其仅能实现双通道(两通道)的信号传输，无法满足型号为ATP200C和LKJ2000的速度传感器的多通道信号输出，因此，在本实施例中，支架221上设置四个安装工位2211，并呈环形设置，当需要输出四个通道信号时，则只需在每一个安装工位2211上安装一个单通道/双通道的霍尔元件222即可，当需要输出六通道信号时，则只需任意选取四个安装工位2211中的三个，并在这三个安装工位2211内各安装一个双通道的霍尔元件222即可。因此，不管是需要输出四个通道信号，还是需要输出六个通道信号，均能通过同一个支架221实现，实现结构的通用性。
优选地，如图1至图9所示，两个印制板223相背设置，且连接件224的两侧分别与两个印制板223的背部相连，其中，两个印制板223分别与支架221的两侧相卡接。
在本实施例中，通过卡接方式实现两个印制板223在支架221上的定位，从而提高印制板223与霍尔元件222之间电连的可靠性(采用锡焊的方式连接)，另外，连接件224采用多孔中空材料，可实现挤压收缩，释放空腔，为后续灌胶受热膨胀预留空间。优选地，该多孔中空材料可以选为泡棉胶条。
进一步优选地，沿支架221的厚度方向向外延伸，形成两块相对设置的支板，分别为第一支板2212和第二支板2213，其中，在每一个支板上设置有两个卡扣2214，且第一支板2212上的卡扣2214与第二支板2213上的卡扣2214一一对应，并相互平行。
进一步优选地，在每一块印制板223的两侧各设置有一个卡槽2231，其中，每一块印制板223上的两个卡槽2231分别与第一支板2212、第二支板2213上同一侧的卡扣2214相卡接。
优选地，如图1至图9所示，两个印制板223之间还设置有一个定位部。
进一步优选地，定位部包括若干个支撑柱225，分别卡接在两个印制板223的两侧。
在本实施例中，由于印制板223呈条状结构设置，如果仅通过卡槽2231与卡扣2214之间的单一卡接配合，只能实现两块印制板223一端的定位固定，而无法实现两块印制板223另一端的定位固定，因此，在印制板223的另一端设置一个定位部，且该定位部是通过支撑柱225与印制板223上的U型槽2232卡接完成，通过两组卡接结构，一方面实现了两块印制板223的定位连接，另一方面保证了两块印制板223之间的相对平行度，从而提高印制板223与霍尔元件222之间电连的可靠性。
进一步优选地，在每一个支撑柱225的两端各设置有一个环形槽2251，且该环形槽2251的厚度与每一块印制板223的厚度相当。
在本实施例中，通过在支撑柱225上设置环形槽2251，使得支撑柱225与印制板223相卡接时，每一块印制板223的上下两侧分别与环形槽2251的上下两侧相抵靠，从而限制支撑柱225沿其轴线方向的自由度，进而提高支撑柱225与印制板223之间的连接强度。
优选地，如图1至图9所示，限位部通过凹凸配合连接，其中，在第一容纳腔110的腔壁上设置有凹部/或者凸部，且在第二壳体210的侧壁上设置有与凹部/或者凸部相配合的凸部/或者凹部。
进一步优选地，限位部包括设置在第一容纳腔110腔壁上的限位槽120，和设置在第二壳体210侧壁上的限位筋212。
在本实施例中，通过限位槽120与限位筋212之间的配合，一方面可以作为胶块组件200安装入第一容纳腔110时的导向结构，另一方面能够限定胶块组件200沿第一容纳腔110的轴线方向的周向自由度，从而实现胶块组件200在第一壳体100内的定角度装配，避免速度传感器相位调试。另外，限位槽120与限位筋212的配对数量至少为一组。
优选地，如图1至图9所示，间隙部包括设置在第二壳体210侧壁上的镂空槽213，其中，该镂空槽213呈阶梯状设置。
在本实施例中，当内芯结构220安装于第二壳体210内时，需要进行灌胶固定，而胶体受热膨胀，一方面通过泡棉胶条自身的多孔结构来吸收膨胀应力，而当泡棉胶条的吸收应力达到最大值时，多余的膨胀应力会挤压第二壳体210，使得第二壳体210膨胀，而通过间隙部恰好能够再一次吸收多余的膨胀应力，保证速度传感器使用的可靠性。另外，将间隙部设置呈阶梯状，一方面是为了配合第一壳体100中第一容纳腔110内部的结构，另一方面是为了在吸收膨胀应力时的均匀性。
进一步优选地，在第二壳体210的侧壁上还设置有两条内凸的第一条形槽214，在两个支板上各设置有一条第二条形槽2215，其中，第一条形槽214与第二条形槽2215嵌套配合，作为内芯结构220插入第二壳体210时的定位结构，避免在第二壳体210内进行灌胶操作时，内芯结构220沿第二容纳腔211的轴线方向周向旋转。
优选地，如图1至图9所示，与第一容纳腔110相连一端的内衬管300上设置有一个导向部。
进一步优选地，该导向部为设置在内衬管300上的锥形导向角310。
在本实施例中，通过导向角310方便内衬管300与第一壳体100之间的装配，保证第一容纳腔110腔壁的光滑，而且内衬管300与第一壳体100之间为过盈配合，并通过激光焊接，完成两者之间的固定，另外，内衬管300与第一壳体100在进行激光焊接前需要在第一容纳腔110的腔口(过盈配合段)处灌胶处理，一方面保证内衬管300与第一壳体100在进行激光焊接时，避免内衬管300相对于第一壳体100周向旋转，提高焊接质量，另一方面能够保护嵌装于内衬管300上的电缆线400端部，提高信号传输的可靠性。
优选地，如图1至图9所示，第一壳体100与第二壳体210呈一体式结构设置。
在本实施例中，一体式壳体结合不锈钢精密铸造和CNC两种加工方式，利用精密铸造技术将毛坯提前制作成与成品相近的外形，提高了材料的利用率，同时也减免了CNC的制作工序，从而减少了加工时间和加工成本，并且降低了零件的采购成本和采购周期，进而提高了产品的可制造性。
本发明提供的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器的安装步骤：第一步，将所需通道信号所对应的霍尔元件222安装于支架221的安装工位2211上，如果需要四通道信号，那就将四个单通道/双通道霍尔元件222安装于四个安装工位2211上；如果需要六通道信号，那就将三个双通道霍尔元件222安装于三个安装工位2211上；第二步，将两块印制板223背靠背通过泡棉胶条相连，并同步卡接至支架221上；第三步，将支撑柱225卡接在两个印制板223的两侧；第四步，通过锡焊方式电连霍尔元件222与印制板223；第五步，将组装完成的内芯结构220插入第二壳体210内，使得支板上的第二条形槽2215与第二壳体210上的第一条形槽214嵌套连接；第六步，在第二壳体210内进行灌胶处理；第七步，将电缆线400通过锡焊方式电连胶块组件200，将胶块组件200整体插入第一壳体100内，并与内衬管300相连一端的第一壳体100上进行二次灌胶；第七步，将内衬管300插入第一壳体100内，并通过激光焊接进行固定，完成速度传感器的装配。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，包括：第一壳体，其上设置有一个第一容纳腔；胶体组件，安装于第一容纳腔内，其中，胶体组件包括：第二壳体，且第二壳体与容纳腔腔壁之间设置有一个限位部和一个间隙部，其中，第二壳体上设置有第二容纳腔；内芯结构，安装于第二容纳腔内，其中，该内芯结构包括：支架，且在支架上设置有若干个安装工位；多个霍尔元件，分别对应安装于每一个安装工位上；两个印制板，且在每一个印制板上粘接一个由多孔柔性材料制成的连接件，并同步连接于支架上，其中，两个印制板与多个霍尔元件电连；内衬管，两端分别与第一壳体和电缆线嵌套连接。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，安装工位的数量为四个，当每一个安装工位内安装一个单通道/或者双通道的霍尔元件时，形成四通道的信号传输；当任选其中三个安装工位，当任选其中三个安装工位，并在选定的每一个安装工位内安装一个双通道的霍尔元件时，形成六通道的信号传输。
3.根据权利要求2所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，四个安装工位呈环形设置，其中，霍尔元件与安装工位之间为嵌套连接。
4.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，两个印制板相背设置，且连接件的两侧分别与两个印制板相连，其中，两个印制板分别与支架的两侧相卡接。
5.根据权利要求4所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，两个印制板之间还设置有一个定位部。
6.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，限位部通过凹凸配合连接，其中，在第一容纳腔的腔壁上设置有凹部/或者凸部，且在第二壳体的侧壁上设置有与凹部/或者凸部相配合的凸部/或者凹部。
7.根据权利要求6所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，限位部包括设置在第一容纳腔腔壁上的限位槽，和设置在第二壳体侧壁上的限位筋。
8.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，间隙部包括设置在第二壳体侧壁上的镂空槽，其中，该镂空槽呈阶梯状设置。
9.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，与第一容纳腔相连一端的内衬管上设置有一个导向部。
10.根据权利要求1所述的一种轨道车辆用小型化霍尔多通道速度传感器，其特征在于，第一壳体与第二壳体均呈一体式结构设置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2020
- 2020-03-25 CN CN202010217203.1A patent/CN111308115A/zh active Pending
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