CN219608288U - 一种力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种力传感器，其包括：金属基座，包括中心设有纵向延伸的过孔的基体，基体的纵向近端朝外横向伸展而形成一圈第一凸缘；基体的内壁上形成密封槽；设置于密封槽内的密封圈；朝纵向远端一侧与金属基座围成密封腔的密封罩；位于密封腔内的至少两个压敏电阻，压敏电阻对应设置于基体近端端面上设置的绝缘基础上；及位于密封腔内且设置于基体近端端面的电路板,电路板的周缘设有多个在垂直于纵向的平面上避让绝缘基础的让位槽口，压敏电阻与电路板电连接。上述力传感器能够降低电路板与压敏电阻表面高度差，易于键合连接。

Description

一种力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种力传感器。

背景技术

与传统制动***通过液压主缸、液压管和液压驱动制动卡钳，将驾驶员的制动需求从制动踏板转移到车轮不同，机械式线控***(Electro-Mechanical Brake,EMB)，直接通过电动装置驱动进行制动，因此无需安装液压管路或对液压***进行维修；此外，由于减少了发动机舱的空间需求，控制软件可以集成到任何具有适当安全级别和足够计算能力的适当车辆控制中。在自动驾驶的情况下，EMB被认为比传统液压***更快，因此有更多的时间用于计算自动驾驶功能；最后，由于EMB允许真正的零阻力，这将有利于电动汽车的行驶范围和减少二氧化碳。

在EMB***中，制动执行器需要时刻对制动轴的轴向负载进行实时监测，制动轴通常在环形件中滑动，环形件上设置测量电路等电子元件以测量环形件在负载下的表面应力变化并计算轴向负载。为确保可靠性及使用寿命，需要使得轴与环形件之间形成良好密封以保护电子元件。测量电路需要贴附于环形件上，因此为了实现良好的密封，电路板只能尽量固定于环形件上，从而使得其与测量电路之间的布置和连接产生困难。

本部分中的陈述仅提供与本实用新型相关的背景信息并且可以不构成现有技术。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种力传感器，以实现测量电路与电路板的合理布置和连接。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种力传感器，其包括：

金属基座，包括中心设有纵向延伸的过孔的基体，基体的纵向近端朝外横向伸展而形成一圈第一凸缘；基体的内壁上形成密封槽；

设置于密封槽内的密封圈；

朝纵向远端一侧与所述金属基座围成密封腔的密封罩；

位于所述密封腔内的至少两个压敏电阻，压敏电阻对应设置于所述基体近端端面上设置的绝缘基础上；

及位于所述密封腔内且设置于所述基体近端端面的电路板,所述电路板的周缘设有多个在垂直于纵向的平面上避让所述绝缘基础的让位槽口，压敏电阻与所述电路板电连接。

优选地，密封罩包括位于基体纵向近端一侧的罩板及由罩板的内外两侧边缘分别朝向纵向远端一侧凸伸形成的内筒、外筒，外筒的远端密封固定于基体的近端端面上，内筒配合固定于基体的过孔内并抵压于所述密封圈上。

优选地，所述绝缘基础设置于基体的近端端面之中部朝外凸伸形成的基板上，所述基板上开设有将绝缘基础周向隔开的开口槽。

优选地，所述绝缘基础设置于基体的近端端面之中部朝外凸伸形成的基板上；每两个周向相邻的绝缘基础之间通过基板上设置的两个开口槽隔开，两个所述开口槽之间形成一半岛状的连接部，连接部与电路板的远端端面固定连接。

优选地，所述基体的中部朝近端一侧凸伸形成凸台，基体的边缘相对形成一圈受压面，所述基板设置于所述凸台上。

优选地，所述过孔为阶梯孔，其包括位于远端的小孔和位于近端的大孔，小孔与大孔的连接处形成台阶面，内筒的近端抵接于所述台阶面上。

优选地，内筒过盈配合于小孔内，内筒的内径小于小孔的内径。

优选地，基体的纵向远端也朝外横向伸展而形成、一圈第二凸缘，第一凸缘与第二凸缘之间由一圈隔离槽纵向隔开。

优选地，所述压敏电阻共两两一组共四个，所述电路板上设置有两两一组共四个恒定电阻，两组压敏电阻与两组恒定电阻一一对应地组成两个测量电路。

优选地，所述基体和罩板为环形。

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的力传感器的部分结构立体图；

图2为本实用新型一优选实施例的力传感器的部分结构俯视图；

图3为本实用新型一优选实施例的力传感器的***图；

图4为本实用新型一优选实施例的力传感器的俯视图；

图5为本实用新型一优选实施例的力传感器沿图4中所示A-A的立体剖视图；

图6为本实用新型一优选实施例的力传感器沿图4中所示A-A的平面剖视图；

图7为本实用新型一优选实施例的基体沿图4中所示A-A的平面剖视图。

图中：1、金属基座；100、过孔；101、基体；102、凸缘；103、凸台；104、基板；105、绝缘基础；106、压敏电阻；107、导体；108、开口槽；109、导线；110、阶梯孔；110a、小孔；110b、大孔；110c、台阶面；111、密封槽；112、密封腔；113、连接部；2、电路板；201、第一导电部；202、第二导电部；200、过孔；203、调理芯片；204、让位槽口；3、密封圈；400、过孔；401、内筒；402、外筒；403、罩板；4、密封罩；404、定位孔；405、导线过孔；502、定位部；5、穿线框；501、胶槽；7、引线；102b、隔离槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。下列的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。在以下描述中，相同的标记用于表示相同或等效的元件，并且省略重复的描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

另外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和对应的权利要求书中使用的术语“和/或”是指所列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合。

如图1～图3所示，本实用新型的一优选实施例的力传感器包括一个金属基座1。金属基座1包括基体101，基体101的中心设有纵向延伸的过孔100。基体101的纵向近端朝外横向伸展而形成一圈第一凸缘102，即第一凸缘102在纵向剖面上相对于基体101的本体形成悬臂梁的结构，因此当力沿纵向施加于凸缘102上时，能够使基体101近端端面形成更大的张应力或拉应力。基体101的内壁上形成密封槽111。密封槽111内设置有密封圈3。

本实施例的力传感器，还包括一个与金属基座1围成密封腔112的密封罩4。密封罩4包括内筒401、外筒402和罩板403。罩板403位于基体101纵向近端一侧，内筒401由罩板403的内侧边缘朝向纵向远端一侧凸伸形成，外筒402由罩板403的外侧边缘朝向纵向远端一侧凸伸形成。外筒402的远端以激光焊接等方式密封固定于基体101的近端端面上。内筒401配合固定于基体101的过孔100内并抵压于密封圈3上。一电路板2设置于密封腔112内，且位于基体101近端端面上，电路板2中心处相应形成过孔200。压敏电阻106位于密封腔112内。至少两个压敏电阻106对应设置于基体101近端端面上设置的绝缘基础105上，并与电路板2电连接。其中，基体101及罩板403最好为环形以方便制造。在使用时施力件(未示出)可对凸缘沿纵向朝远端或近端进行施压，其中，推杆(未示出)的一端从金属基座1的过孔100、电路板2的过孔200、密封罩4的过孔400(即内筒401的腔)中穿过后与施力件连接，以传递踏力等作用力。

其中，绝缘基础105上可设置有两个分别连接于压敏电阻106两端的导体107(例如焊盘)，电路板2上可对应设置多个第一导电部201，导体107与第一导电部201之间可通过导线109连接。其中，导线109可以是铝丝，其可通过键合机实现连接。

本实施例的力传感器，其通过设置特定结构的密封罩将电路板密封起来，且内侧通过密封圈进行密封，结构简单、制造成本低；同时对在施加于第一凸缘上的力进行测量时，能够获得更高的测量精度。

在其他的一些实施例中，优选地，电路板2的周缘设有多个在垂直于纵向的平面上避让绝缘基础105的让位槽口204，这样能够避免电路板2对绝缘基础105及其上压敏电阻106的遮盖，因此能够最大限度地降低电路板2的厚度(高度过高时，即使使用特殊键合设备也很难实现压敏电阻106与电路板2的良好键合)，同时也能够方便电路板2与压敏电阻106电连接。其中，电路板2的厚度最好在1mm以下。因此，上述力传感器能够降低电路板与压敏电阻表面高度差，易于键合连接。

在其他的一些实施例中，优选地，绝缘基础105设置于基体101的近端端面之中部朝外凸伸形成的基板104上。基板104上开设有将绝缘基础105周向隔开的开口槽108，以降低基板104的刚度，一定程度上提高压敏电阻106在同样压力下的张应力或拉应力，从而提高测量精度。

在其他的一些实施例中，优选地，绝缘基础105设置于基体101的近端端面之中部朝外凸伸形成的基板104上。每两个周向相邻的绝缘基础105之间通过基板104上设置的两个开口槽108隔开。两个开口槽108之间形成一半岛状的连接部113。连接部113与电路板2的远端端面固定连接。这样，通过在通过粘接等简便方式将电路板2固定于基板104上的半岛状的连接部113，同时阻隔了电路板2与基体101的连接处的装配应力对压敏电阻106的影响，可进一步提高测量精度。

在其他的一些实施例中，优选地，基体101的中部朝近端一侧凸伸形成凸台103，基体101的边缘相对形成一圈受压面114。基板104设置于凸台103上，这样一方面能够方便于外筒402的远端在金属基座1上的定位，也能一定程度够降低基体101的刚度。

在其他的一些实施例中，优选地，过孔100为阶梯孔110，其包括位于远端的小孔110a和位于近端的大孔110b。小孔110a与大孔110b的连接处形成台阶面110c。内筒401的近端抵接于台阶面110c上。内筒401可过盈配合于小孔110a内，以实现快速制造。

其中，内筒401的内径最好小于小孔110a的内径，这样能够避免推杆7接触内筒401时将作用力传递至外筒402以对基体101施压，而仅通过施力件6进行对基体101的外部边缘的受压面114进行集中施压，以降低测量误差。

请结合参阅图7，在其他的一些实施例中，优选地，基体101的纵向远端也朝外横向伸展而形成一圈第二凸缘102a。第一凸缘102与第二凸缘102a之间由一圈隔离槽102b纵向隔开，这样可以便于基体101的装配。

在以上的各实施例中压敏电阻106共两两一组共四个。电路板2上设置有两两一组共四个恒定电阻。两组压敏电阻106与两组恒定电阻一一对应地组成两个测量电路，从而互相作为备份，即在一个测量电路工作异常时能够提供正确的测量数据，以提升安全性。上述测量电路可以是惠斯通电桥，两个恒定电阻相对地处于对侧(即不相邻的)桥臂上，两个压敏电阻106也相对地处于对侧桥臂上。电路板2上还可设置有调理元件203，对测量信号进行调理后再行输出。

其中，为了便于测量信号的输出，多根引线7穿设罩板403上开设有导线过孔405后电性连接于电路板2上对应设置的多个第二导电部202上。罩板403的近端一侧固定有穿线框5。引线7从穿线框5上开设的胶槽501内穿过。胶槽501内设置有密封胶。穿线框5的远端可朝外凸伸形成定位部502。定位部502密封且插接于罩板403上对应开设的定位孔404内，从而方便装配。

本公开内容的范围不是由详细描述限定，而是由权利要求及其等同方案限定，并且在权利要求及其等同方案范围内的所有变型都解释为包含在本公开内容中。

Claims (10)

1.一种力传感器，其特征在于，包括：

金属基座(1)，包括中心设有纵向延伸的过孔(100)的基体(101)，基体(101)的纵向近端朝外横向伸展而形成一圈第一凸缘(102)；基体(101)的内壁上形成密封槽(111)；

设置于密封槽(111)内的密封圈(3)；

朝纵向远端一侧与所述金属基座(1)围成密封腔(112)的密封罩(4)；

位于所述密封腔(112)内的至少两个压敏电阻(106)，压敏电阻(106)对应设置于所述基体(101)近端端面上设置的绝缘基础(105)上；

及位于所述密封腔(112)内且设置于所述基体(101)近端端面的电路板(2),所述电路板(2)的周缘设有多个在垂直于纵向的平面上避让所述绝缘基础(105)的让位槽口(204)，压敏电阻(106)与所述电路板(2)电连接。

2.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，密封罩(4)包括位于基体(101)纵向近端一侧的罩板(403)及由罩板(403)的内外两侧边缘分别朝向纵向远端一侧凸伸形成的内筒(401)、外筒(402)，外筒(402)的远端密封固定于基体(101)的近端端面上，内筒(401)配合固定于基体(101)的过孔(100)内并抵压于所述密封圈(3)上。

3.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述绝缘基础(105)设置于基体(101)的近端端面之中部朝外凸伸形成的基板(104)上，所述基板(104)上开设有将绝缘基础(105)周向隔开的开口槽(108)。

4.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述绝缘基础(105)设置于基体(101)的近端端面之中部朝外凸伸形成的基板(104)上；每两个周向相邻的绝缘基础(105)之间通过基板(104)上设置的两个开口槽(108)隔开，两个所述开口槽(108)之间形成一半岛状的连接部(113)，连接部(113)与电路板(2)的远端端面固定连接。

5.根据权利要求3至4中的任一项所述的力传感器，其特征在于，所述基体(101)的中部朝近端一侧凸伸形成凸台(103)，基体(101)的边缘相对形成一圈受压面(114)，所述基板(104)设置于所述凸台(103)上。

6.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述过孔(100)为阶梯孔，其包括位于远端的小孔(110a)和位于近端的大孔(110b)，小孔(110a)与大孔(110b)的连接处形成台阶面(110c)，内筒(401)的近端抵接于所述台阶面(110c)上。

7.根据权利要求6所述的力传感器，其特征在于，内筒(401)过盈配合于小孔(110a)内，内筒(401)的内径小于小孔(110a)的内径。

8.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，基体(101)的纵向远端也朝外横向伸展而形成、一圈第二凸缘(102a)，第一凸缘(102)与第二凸缘(102a)之间由一圈隔离槽(102b)纵向隔开。

9.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述压敏电阻(106)共两两一组共四个，所述电路板(2)上设置有两两一组共四个恒定电阻，两组压敏电阻(106)与两组恒定电阻一一对应地组成两个测量电路。

10.根据权利要求1所述的力传感器，其特征在于，所述基体(101)和罩板(403)为环形。