小直径双余度角位移电位器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小直径双余度角位移电位器，包括端外壳、中外壳、盖板、转轴和两个电路组件，电路组件包括电阻体、绝缘套管、集流环和电刷，集流环包括圆环形的环形本体且其外壁设有向外周方向凸起的电刷安装部，电刷安装部上设有安装通孔，电刷安装在电刷安装部上，电刷安装部的整体形状为顶部是圆弧的“V”形且其两个呈“八”字形的直边分别与集流环的环形本体外圆相切连接。本实用新型专利技术通过将传统集流环的电刷安装部与环形本体之间具有拐角的结构改进为没有拐角的结构，增大了电刷安装部与环形本体之间的强度，因此而进一步减小集流环的外径而不影响其正常工作，最终使双余度角位移电位器的直径显著减小，小于18mm。小于18mm。小于18mm。

【技术实现步骤摘要】
小直径双余度角位移电位器


[0001]本技术涉及一种角位移电位器(传感器)，尤其涉及一种小直径双余度角位移电位器。

技术介绍

[0002]角位移电位器(传感器)是一种重要的角度位置反馈元器件，主要用于伺服电机等设备的角位移测量，反馈旋转部件如伺服电机转轴的绝对位置。随着科技的发展，角位移电位器广泛应用于对高精度和长寿命有较高技术指标和各种严酷试验要求的工业、船舶、航空、航天等

[0003]为保证整机设备的可靠性，很多场合的角位移电位器会考虑冗余度设计，其中双余度角位移电位器就是应用最广泛的一种角位移电位器，但传统双余度角位移电位器的直径、体积和重量较大，目前最小双余度角位移电位器的直径都大于20mm，越来越难以满足航空航天等对轻量化、小型化要求较高的应用场合的使用需求。通常情况下，要减小直径尺寸，首先要减小各部件的直径尺寸、各部件之间的间隙尺寸，但仅靠这些易于想到的方式还难以实现显著减小整个电位器直径的目的，这是由传统双余度角位移电位器的结构决定的。
[0004]如图1和图2所示，传统双余度角位移电位器包括端外壳2、中外壳6、盖板9、转轴1和两个电路组件，中外壳6的两端分别与端外壳2和盖板9连接，所述电路组件包括电阻体5(导电塑料电阻体)、绝缘套管4、集流环8和电刷10，转轴1穿过端外壳2上的对应通孔并通过轴承3连接，两个电阻体5分别安装于端外壳2和中外壳6的内壁上，两个绝缘套管4依次套装在转轴1上，两个绝缘套管4分别穿过两个电阻体5的中心通孔，两个集流环8分别通过自身的内通孔11套装在两个绝缘套管4上，两个用于采集输出信号的电刷10分别安装在两个集流环8上并与两个电阻体5的电阻带对应接触。工作时，外部设备驱动转轴1旋转，转轴1带动两个绝缘套管4、两个集流环8和两个电刷10同步旋转，两个电刷10分别在两个电阻体5的电阻带上接触滑动，产生变化的电信号，外部的处理器根据电信号的变化量计算获得转轴1的旋转角度信息，实现角位移检测功能。
[0005]上述传统双余度角位移电位器的缺陷在于：
[0006]第一、集流环8包括圆环形的环形本体且其外壁设有向外周方向凸起的电刷安装部13，电刷安装部13的两个侧边均为直边且相互平行，电刷安装部13上设有安装通孔12，电刷10通过铆钉穿过安装通孔12安装在电刷安装部13上，这种结构在集流环8的直径较大时没有问题，但是在尽量减小集流环8的直径(主要是减小外径，会导致圆环的宽度变小、强度变低)后，电刷安装部13的两个侧边与集流环8的环形本体外壁过渡的位置具有显著的拐角，这种结构会降低该拐角部位的强度，导致集流环8在使用中可能变形，导致电刷10的位置发生变化，降低检测精度，所以为了避免该问题而不得不增大集流环8的外径；另外，集流环8的内通孔11为正圆形，一方面不利于增强上述拐角部位的强度，另一方面容易导致集流环8相对于绝缘套管4旋转。
[0007]第二、中外壳6因其需要具有安装一个电阻体5并分别与端外壳2和盖板9连接的功能，所以在其内壁上一定具有一个与一个集流环8对应的拐角部位7，该拐角部位7为直角结构，在中外壳6的直径减小后，对应的集流环8会与该拐角部位相互冲突，传统电位器直接采用增大外壳直径的方式解决，该结构限制了中外壳6的进一步减小空间。
[0008]第三、电阻体5通过自身中心通孔套装在对应的绝缘套管4上，因绝缘套管4需要承载集流环8和电刷10，所以其壁厚具有一定要求，不能太小，这样就要求电阻体5的中心通孔孔径不能太小，限制了电阻体5进一步减小外径的目的。
[0009]第四、如果需要对转轴1的旋转角度进行限位，一般情况下是将限位结构设置在端外壳2内的，这样会导致端外壳2和整体外壳的直径减小空间受限。

技术实现思路

[0010]本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种通过多种局部结构改进实现整体直径显著减小的小直径双余度角位移电位器。
[0011]本技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0012]一种小直径双余度角位移电位器，包括端外壳、中外壳、盖板、转轴和两个电路组件，所述中外壳的两端分别与所述端外壳和所述盖板连接，所述电路组件包括电阻体、绝缘套管、集流环和电刷，所述转轴穿过所述端外壳上的对应通孔并通过轴承连接，两个所述电阻体分别安装于所述端外壳和所述中外壳的内壁上，所述转轴穿过两个所述电阻体的中心通孔，两个所述绝缘套管依次套装在所述转轴上，两个所述集流环分别通过自身的内通孔套装在两个所述绝缘套管上，两个所述电刷分别安装在两个所述集流环上并与两个所述电阻体的电阻带对应接触，所述集流环包括圆环形的环形本体且其外壁设有向外周方向凸起的电刷安装部，所述电刷安装部上设有安装通孔，所述电刷安装在所述电刷安装部上，所述电刷安装部的整体形状为顶部是圆弧的“V”形且其两个呈“八”字形的直边分别与所述集流环的环形本体外圆相切连接。
[0013]作为优选，为了进一步加强集流环的环形本体与电刷安装部之间的强度并避免集流环相对于绝缘套管旋转，所述集流环的环形本体的内通孔孔壁的相对两侧为直边且该两个直边的中点连线穿过所述安装通孔的中心点，所述绝缘套管上用于安装所述集流环的一段外壁的相对两侧表面为平面。
[0014]作为优选，为了在确保强度的前提下尽量避免中外壳内壁拐角部位阻挡集流环的旋转以尽量减小整个电位器的直径，所述中外壳的内壁上靠近对应的所述集流环的拐角部位表面为外凸的圆弧面。
[0015]作为优选，为了避免因绝缘套管的管壁厚度较大而使电阻体的中心通孔孔径不能进一步减小并对两个绝缘套管进行定位，所述两个所述绝缘套管之间安装有支撑管，所述支撑管的管壁厚度小于所述绝缘套管的管壁厚度，所述支撑管套装在所述转轴上，所述支撑管穿过其中一个所述电阻体的中心通孔，所述转轴上与另一个所述电阻体对应的位置设有支撑段，所述支撑段的外径与所述支撑管的外径相同，其中一个所述绝缘套管位于所述支撑管与所述支撑段之间。
[0016]作为优选，为了使电位器具有旋转限位功能且避免在外壳内设置限位结构而增大电位器直径，所述转轴上位于所述端外壳外侧的位置设有径向凸起的限位柱。限位柱可以
配合设于端外壳外壁上的限位块实现限位功能，也可以配合其它部件实现限位功能，因本电位器在实际应用中与其它部件配合，所以未在端外壳外壁设置限位块。
[0017]本技术的有益效果在于：
[0018]本技术通过将传统集流环的电刷安装部与环形本体之间具有拐角的结构改进为没有拐角的结构，在尽量减小集流环外径的前提下增大了电刷安装部与环形本体之间的强度，避免集流环在使用中变形，因此而进一步减小集流环的外径而不影响其正常工作，最终使本技术所述小直径双余度角位移电位器的直径显著减小，小于18mm；通过对集流环、中外壳、绝缘套管及转轴、限位柱的多种局部结构进行改进，最终使本技术所述小直径双余度角位移电位器的直径进一步减小，可小至15.5mm，满足了航空航天等对产品小直径、轻量化要求极高的应用需求。
附图说明
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小直径双余度角位移电位器，包括端外壳、中外壳、盖板、转轴和两个电路组件，所述中外壳的两端分别与所述端外壳和所述盖板连接，所述电路组件包括电阻体、绝缘套管、集流环和电刷，所述转轴穿过所述端外壳上的对应通孔并通过轴承连接，两个所述电阻体分别安装于所述端外壳和所述中外壳的内壁上，所述转轴穿过两个所述电阻体的中心通孔，两个所述绝缘套管依次套装在所述转轴上，两个所述集流环分别通过自身的内通孔套装在两个所述绝缘套管上，两个所述电刷分别安装在两个所述集流环上并与两个所述电阻体的电阻带对应接触，其特征在于：所述集流环包括圆环形的环形本体且其外壁设有向外周方向凸起的电刷安装部，所述电刷安装部上设有安装通孔，所述电刷安装在所述电刷安装部上，所述电刷安装部的整体形状为顶部是圆弧的“V”形且其两个呈“八”字形的直边分别与所述集流环的环形本体外圆相切连接。2.根据权利要求1所述的小直径双余度角位移电位器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐飞，胡佑朴，鲍红军，吴永胜，杜长春，
申请(专利权)人：成都宏明电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：