本申請要求于2017年4月20日提交中國專利局、申請號為201720421221.5、實用新型名稱為“一種車輛及角行程電控執行器”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。

本發明涉及電控執行器技術領域，特別涉及一種角行程電控執行器。還涉及一種包含該角行程電控執行器的車輛。

背景技術：

電控執行器是指在控制系統中以電為能源的一種執行器，角行程電控執行器屬于電控執行器中的一種。角行程電控執行器又分為帶角度傳感器和不帶角度傳感器兩大類。

對于帶角度傳感器的角行程電控執行器，當應用到車輛中時，通常采用非接觸式角度傳感器，如圖1所示，角行程電控執行器主要包括殼體2、轉軸1、齒輪3、角度傳感器4和電路。其中，轉軸1轉動連接于殼體2的轉軸孔中；齒輪3固定于轉軸1上；角度傳感器4主要包括信號發射單元41和信號接收單元42，信號發射單元41通常固定在轉軸1的末端，隨轉軸1一起轉動，用于持續發射信號，辨別角度；信號接收單元42固定在殼體2上，且靠近信號發射單元41所在轉軸1軸端設置，位置固定不動，信號接收單元42與電路相連，工作時，信號發射單元41相對信號接收單元42發生角位移，信號接收單元42用于接收、處理并輸出角度信號。

在此情況下，當轉軸1的輸出端受到如圖1所示的徑向力f時，支撐轉軸1的主要受力部分為殼體2的轉軸孔。這種角行程電控執行器就要求殼體2采用強度較高的材質，成本較高，且固定轉軸1的轉軸孔必須足夠深，才能保證轉軸1運行的穩定性。

綜上所述，如何解決現有角行程電控執行器的成本高，殼體受力不合理導致的結構設計受限的問題，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種角行程電控執行器，以降低其成本，同時優化殼體受力情況，使結構設計不受限制。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種角行程電控執行器，包括轉軸組件、殼體2和角度傳感器，所述角度傳感器包括信息發射單元和信息接收單元；所述轉軸組件的兩端轉動支撐于所述殼體上，所述信息發射單元設置于所述轉軸組件的非軸端上，所述信息接收單元固定于所述殼體上且靠近所述信息發射單元所在的位置，所述信息發射單元和所述信息接收單元均位于所述殼體的兩個轉動支撐點之間。

優選的，在上述的角行程電控執行器中，所述轉軸組件包括轉軸和齒輪，所述轉軸的兩端轉動支撐于所述殼體上，所述齒輪固定于所述轉軸上，且所述齒輪位于所述殼體的兩個轉動支撐點之間，所述信息發射單元設置于所述轉軸的非軸端上或齒輪上。

優選的，在上述的角行程電控執行器中，所述信息發射單元為相對所述轉軸的軸線對稱結構。

優選的，在上述的角行程電控執行器中，所述信息發射單元的磁鐵上設置有保持連接部，所述磁鐵通過所述保持連接部嵌裝固定于所述齒輪上。

優選的，在上述的角行程電控執行器中，所述保持連接部為鋸齒狀結構。

優選的，在上述的角行程電控執行器中，所述轉軸組件通過滑動軸承或滾動軸承轉動支撐于所述殼體上。

優選的，在上述的角行程電控執行器中，所述殼體與所述轉軸組件轉動配合的轉軸孔處為塑料結構。

本發明還提供了一種車輛，包括角行程電控執行器，所述角行程電控執行器為如以上任一項所述的角行程電控執行器。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明提供的角行程電控執行器中，轉軸組件的兩端轉動支撐于殼體上，相應地，信息發射單元設置于轉軸組件的非軸端上，信息接收單元固定于殼體上且靠近信息發射單元所在的位置，且信息發射單元和信息接收單元均位于殼體的兩個轉動支撐點之間。可見，轉軸組件通過殼體進行兩點轉動支撐，因此，轉軸組件的轉動更加平穩，且不需要在殼體上設置較深的轉軸孔，從而殼體的結構設計不受局限，且采用轉軸組件的兩端轉動支撐于殼體上，優化了殼體的受力情況，殼體不需要采用成本較高的金屬，增加了轉軸組件的徑向受力強度，在此基礎上，由于空間的限制，信息發射單元和信息接收單元不能設置在轉軸組件的軸端，只能設置在非軸端。

本發明提供的車輛中，采用了該申請中的角行程電控執行器，因此，更加方便角行程電控執行器的布置，車輛運行更加可靠。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中的一種角行程電控執行器的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種角行程電控執行器的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種角行程電控執行器的信號發射單元的安裝結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種角行程電控執行器的磁路模擬示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種角行程電控執行器的轉軸受力分析示意圖。

其中，1為轉軸、2為殼體、3為齒輪、4為角度傳感器、41為信息發射單元、411為提磁鐵、412為鋸齒狀連接部、42為信息接收單元。

具體實施方式

本發明的核心是提供了一種角行程電控執行器，降低了其成本，同時優化了殼體受力情況，使結構設計不受限制。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參考圖2，本發明實施例提供了一種角行程電控執行器，包括轉軸組件、殼體2和角度傳感器4。其中，轉軸組件的兩端轉動支撐于殼體2上，殼體2上開設有兩個轉軸孔，分別用于與轉軸組件的兩端轉動配合連接；角度傳感器4包括信息發射單元41和信息接收單元42，信息發射單元41設置于轉軸組件的非軸端上，對應地，信息接收單元42固定于殼體2上且靠近信息發射單元41所在的位置，信息發射單元41和信息接收單元42均位于殼體2的兩個轉動支撐點a和b之間，即位于兩個轉軸孔之間。

工作時，轉軸組件相對殼體2做旋轉運動，信息發射單元41隨轉軸組件旋轉，而信息接收單元42相對殼體2保持相對靜止，則在此過程中，信息發射單元41和信息接收單元42發生相對角位移，從而可以測量并輸出角度值。

由于本申請中的角行程電控執行器的轉軸組件的端部通過殼體2進行兩點轉動支撐，因此，轉軸組件的轉動更加平穩，且不需要在殼體2上設置較深的轉軸孔，從而殼體2的結構設計不受局限，且采用轉軸組件的兩端轉動支撐于殼體2上，優化了殼體2的受力情況，殼體2不需要采用強度高但成本較高的材質，增加了轉軸組件的徑向受力強度。在此基礎上，由于空間的限制，信息發射單元41和信息接收單元42不能設置在轉軸組件的軸端，只能設置在非軸端。

具體地，轉動組件的受力分析如圖5所示，在轉軸1的一端施加作用力f，兩個轉動支撐點a和b分別需要支撐力fa和fb，作用力f的施加點與轉動支撐點a之間的距離為l1，轉動支撐點a和b之間的距離為l2。則存在以下等式：

fa＝f+fb；

f*l1＝fb*l2；

求解的fa＝f(l1/l2+1)。

其中，l1的長度由產品應用環境限制，一般為定值，則根據公式判斷得出，如果l2越大，那么fa越小，即轉動支撐點a所需要的支撐力越小，fb也具有同樣的結果。采用兩點支撐，能夠優化殼體2的受力情況。

與現有的角度傳感器相比，本發明的角度傳感器4的信息發射單元41和信息接收單元42并不是布置在軸端，則角度傳感器4的信息發射單元41的磁路相應發生變化，以達到執行器信號線性輸出的要求。

具體地，磁場的x方向的磁感應強度為bx，y方向的磁感應的強度為by，z方向的磁感應強度為bz。角度傳感器4對磁場不同方向的磁感應強度bx、by強度求正切，可獲得信息發射單元41相對于信息接收單元42轉過的相對角度。

從圖4的磁路模擬上來看，bx基本滿足正弦曲線，by基本滿足余弦曲線，可得信號輸出和角度關系的線性度較好，能滿足正常使用要求。

在本實施例中，轉軸組件包括轉軸1和齒輪3，轉軸1的兩端轉動支撐于殼體2上，齒輪3固定于轉軸1上，且齒輪3位于殼體2的兩個轉動支撐點之間，齒輪3帶動轉軸1相對殼體2做旋轉運動；信息發射單元41設置于轉軸1的非軸端上或齒輪3上，即信息發射單元41設置于轉軸1的軸壁上，或者設置在齒輪3的任意一端側面上。相應地，信息接收單元42設置在殼體2的平行于轉軸1軸線的側壁上。只要能夠使信息發射單元41和信息接收單元42發生相對角位移并接受、輸出角度信息即可。

進一步地，在本實施例中，信息發射單元41為相對轉軸1的軸線對稱結構，信息發射單元41對稱設置于轉軸1上能夠使轉軸1運行更加平穩。當然，信息發射單元41也可以為非對稱結構。

如圖3所示，為了實現信息發射單元41的磁鐵同軸布置于轉軸1的圓周上，在本實施例中，信息發射單元41的磁鐵411采用嵌件注塑的方式，即在磁鐵411上加工特定的保持連接部412，如圖3中所示的鋸齒狀結構，或者保持連接部412為具有多個軸向凸起的結構，磁鐵411的保持連接部412在齒輪3注塑的時候與齒輪3一體成型，磁鐵411通過保持連接部412嵌裝固定于齒輪3上，這種結構具有精度高，魯棒性好，成本低等優勢。

在本實施例中，轉軸組件通過滑動軸承或滾動軸承轉動支撐于殼體2上，從而使轉軸組件轉動平順，當然，轉軸組件還可以通過其它轉動連接方式轉動支撐于殼體2上，如軸套轉動配合等。

在本實施例中，殼體2與轉軸組件轉動配合的轉軸孔處為塑料結構，由于轉軸組件的兩端轉動支撐于殼體2上，因此，殼體2的受力情況得到優化，因此，在相同徑向力條件下，殼體2部分采用塑料結構，完全能夠承受受力強度，從而可以不需要采用成本較高的金屬，降低了成本。

基于以上任一實施例所描述的角行程電控執行器，本發明實施例還提供了一種車輛，包括角行程電控執行器，且該角行程電控執行器為以上任一實施例所描述的角行程電控執行器。由于角行程電控執行器的結構不受限制，從而可以更加方便角行程電控執行器的布置，且該角行程電控執行器的殼體受力情況得到優化，轉軸1運行平穩，從而使車輛運行更加可靠。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。