【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高精度磁阻式传感器，尤其是涉及一种密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器及液压舵机系统。能够实现角度位置信号的绝对值测量，并且其密封结构能够最高耐压7.6mpa。
技术介绍
1、航空液压舵机系统利用高压液压油的压力转换为动力输出，其工作系统中对传感器在高压油进入传感器内部的工作稳定性和精度提出了要求。同时在高油压的状态下，传感器的密封性提出了比较高的要求。目前普遍采用的rvdt测角度的方案，其rvdt本身存在有限的测量量程，并且rvdt无法耐高油压。而广泛应用于机电作动器的多极磁阻式旋转变压器无法实现角度信号的绝对值反馈，无法对液压舵机的旋转角度信号实现一对一的测量。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了解决航空液压舵机的高压密封性的要求以及位置角度的绝对值高精度测量的要求，本专利技术提供一种密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器及液压舵机系统，其具有最高耐压7.6mpa的工作压力，并且能够实现位置角度的绝对值测量。图2所示的密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器其主要由图3所示的分层式定子绕组部件、图4所示的密封型转子部件等构成。
2、技术方案：
3、一种密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器，包括：壳体、转子部件、后盖、定子部件；
4、所述壳体为两端开口的筒体；所述转子部件同轴设置在壳体内部一端，后盖设置在壳体另一端；所述定子部件设置在壳体内壁面；
5、所述转子部件设有导磁环，所述导磁环的周向展开图为n个完整周期的正弦波；宽度为d；n位大于
6、所述定子部件设有两相信号绕组；
7、外部液压机构带动转子部件转动，使得转子部件相对于定子部件转动，从而定子部件两相信号绕组感应出两相正交的正弦信号电压，根据两相正交的正弦信号电压解调外部液压机构的旋转角度。
8、进一步，所述转子部件包括：前端盖、轴承、旋转轴、转子套筒、固定套、导磁环和密封罩；
9、所述前端盖和壳体固定连接，前端盖中心处突起一个圆柱形凸台，凸台底部设有中心通孔；凸台内壁设有两个轴承，旋转轴通过轴承安装在凸台内；
10、所述转子套筒为圆柱形筒体，转子套筒内壁设有环形凸起；
11、旋转轴伸出凸台底部中心通孔与转子套筒的环形凸起固定连接并带动转子套筒转动，所述转子套筒外表面套设固定套，固定套上开槽嵌设导磁环；
12、固定套和导磁环均与转子套筒过盈配合；
13、密封罩套设在固定套外侧并与前端盖密封连接。
14、进一步，所述固定套和导磁环组成的环形体外表面开设有宽度为d1的环形凹槽，深度1mm；
15、环形凹槽关于导磁环正弦曲线过零点所在直线对称。
16、进一步，所述定子部件包括三组；分别为两侧的定子叠片a和夹在中间的定子叠片b；
17、所述定子叠片a呈圆环状，圆环内壁等间隔开设12个方形槽用于容纳定子叠片b的绕组；定子叠片内壁的12个方形槽之间凸出12个齿，12个齿用于形成磁路；
18、定子叠片b呈圆环状，定子叠片b内部沿周向绕有环形激磁绕组，用于形成脉振磁场；定子叠片b沿轴向设有12个槽用于连通定子叠片b上下端面，并在12个槽内绕有两相正交的信号绕组。
19、进一步，两相正交的信号绕组均为等匝的分布式绕组；绕组跨距为3个槽，分2层布置，正弦和余弦绕组在槽内上下交替，正余弦绕组在空间上相差90°，每相绕组包含6个线圈，6个线圈串联连接。
20、进一步，定子叠片a的厚度等于环形凹槽宽度d1。
21、进一步，环形凹槽关于定子叠片b左右对称分布。这种结构布置使得转子旋转时导磁环定子叠片a31耦合的面积成正弦分布，并且能够减少轴向磁场漏磁。
22、进一步，定子叠片b的内径大于定子叠片a的方形槽槽底内径。
23、进一步，导磁环的宽度等于定子叠片a的轴向厚度。
24、进一步，定子叠片a和定子叠片b均由导磁硅钢片粘接而成。叠片的形式使得传感器的涡流损耗减小。
25、进一步，所述转子套筒前端面沿径向向外设有环形凸台，后端面设有小凹槽，小凹槽滚包从而和环形凸台共同对固定套进行轴向限位。
26、进一步，转子部件的前端盖与壳体的交接面焊接密封固定；后盖与壳体的交接面焊接密封固定。保证液压机构内部液压油不泄露。
27、进一步，旋转轴与转子套筒激光焊接固定。
28、进一步，密封罩内壁与导磁环之间设有0.2mm的间隙。小间隙使得导磁环29转动时不与密封罩22发生摩擦干涉。密封罩22起到密封内部高压作用。
29、进一步，所述壳体内壁面设有螺旋槽；所述螺旋槽内涂覆胶液粘接装配定子部件。
30、进一步，所述固定套和导磁环均与转子套筒通过环氧胶粘剂粘接。
31、进一步，前端盖的圆柱形凸台内壁前端设有卡圈槽，卡圈槽内安装孔用弹性挡圈对前端的轴承进行轴向限位；旋转轴外表面中部设有环形台，环形台设置在两个轴承之间；前端盖的圆柱形凸台内壁后端设有环形翻边用于对后端的轴承进行轴向限位。
32、进一步，所述孔用弹性挡圈与轴承之间设有调节垫片；通过调节垫片调整旋转轴及转子套筒、导磁环的轴向位置。
33、进一步，所述旋转变压器还包括摇臂；摇臂与旋转轴一端通过小孔配合并通过激光焊接固定；摇臂设有u型槽并通过u型槽与外部旋转机构连接；
34、所述壳体中部外侧壁设有方形法兰，所述旋转变压器通过方形法兰与液压机构固定，且壳体方形法兰靠近旋转轴一端埋入液压机构中；
35、所述壳体方形法兰靠近旋转轴一侧还设有密封圈凹槽，其内安装密封圈以防止外部液压机构的液压油泄露。
36、一种双余度密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器，包括壳体、后盖、两组前述的转子部件和两组前述的定子部件；两组定子部件安装在壳体内壁；两组转子部件通过同一根旋转轴同轴设置。
37、一种液压舵机系统，所述系统包括所述的旋转变压器。
38、有益效果：
39、本专利技术能够实现角度位置的绝对测量，测角量程为0°～360°；激磁绕组和信号绕组全部在定子部件上，转子部件无绕组，结构简单，在恶劣环境下工作的稳定性好；转子密封结构采用激光焊接密封罩，密封性能好，同时将高压油隔离在转子内部，避免了高压油对定子绕组的污染和腐蚀。
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1.一种密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器，其特征在于：所述旋转变压器包括：壳体、转子部件、后盖、定子部件；
2.根据权利要求1所述的旋转变压器，其特征在于：所述转子部件包括：前端盖、轴承、旋转轴、转子套筒、固定套、导磁环和密封罩；
3.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：所述固定套和导磁环组成的环形体外表面开设有宽度为D1的环形凹槽，深度1mm；
4.根据权利要求3所述的旋转变压器，其特征在于：所述定子部件包括三组；分别为两侧的定子叠片A和夹在中间的定子叠片B；
5.根据权利要求4所述的旋转变压器，其特征在于：两相正交的信号绕组均为等匝的分布式绕组；绕组跨距为3个槽，分2层布置，正弦和余弦绕组在槽内上下交替，正余弦绕组在空间上相差90°，每相绕组包含6个线圈，6个线圈串联连接。
6.根据权利要求5所述的旋转变压器，其特征在于：定子叠片A的厚度等于环形凹槽宽度D1。
7.根据权利要求6所述的旋转变压器，其特征在于：定子叠片B的内径大于定子叠片A的方形槽槽底内径。
8.根据权利要求7所述的旋转
9.根据权利要求8所述的旋转变压器，其特征在于：环形凹槽关于定子叠片B左右对称分布。
10.根据权利要求4所述的旋转变压器，其特征在于：定子叠片A和定子叠片B均由导磁硅钢片粘接而成。
11.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：所述转子套筒前端面沿径向向外设有环形凸台，后端面设有小凹槽，小凹槽滚包从而和环形凸台共同对固定套进行轴向限位。
12.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：转子部件的前端盖与壳体的交接面焊接密封固定；后盖与壳体的交接面焊接密封固定；旋转轴与转子套筒激光焊接固定。
13.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：密封罩内壁与导磁环之间设有0.2mm的间隙。
14.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：所述壳体内壁面设有螺旋槽；所述螺旋槽内涂覆胶液粘接装配定子部件。
15.根据权利要求1所述的旋转变压器，其特征在于：所述固定套和导磁环均与转子套筒通过环氧胶粘剂粘接。
16.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：前端盖的圆柱形凸台内壁前端设有卡圈槽，卡圈槽内安装孔用弹性挡圈对前端的轴承进行轴向限位；旋转轴外表面中部设有环形台，环形台设置在两个轴承之间；前端盖的圆柱形凸台内壁后端设有环形翻边用于对后端的轴承进行轴向限位。
17.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：所述孔用弹性挡圈与轴承之间设有调节垫片；
18.根据权利要求17所述的旋转变压器，其特征在于：所述旋转变压器还包括摇臂；摇臂与旋转轴一端通过小孔配合并通过激光焊接固定；摇臂设有U型槽并通过U型槽与外部旋转机构连接；
19.一种双余度密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器，其特征在于：所述双余度密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器包括壳体、后盖、两组权利要求1-18中任一项所述的旋转变压器中所述的转子部件和两组权利要求1-18中任一项所述的旋转变压器中所述的定子部件；
20.一种液压舵机系统，其特征在于：所述系统包括权利要求1-19中任一项所述的旋转变压器。
...【技术特征摘要】
1.一种密封型一对极轴向磁阻式旋转变压器，其特征在于：所述旋转变压器包括：壳体、转子部件、后盖、定子部件；
2.根据权利要求1所述的旋转变压器，其特征在于：所述转子部件包括：前端盖、轴承、旋转轴、转子套筒、固定套、导磁环和密封罩；
3.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：所述固定套和导磁环组成的环形体外表面开设有宽度为d1的环形凹槽，深度1mm；
4.根据权利要求3所述的旋转变压器，其特征在于：所述定子部件包括三组；分别为两侧的定子叠片a和夹在中间的定子叠片b；
5.根据权利要求4所述的旋转变压器，其特征在于：两相正交的信号绕组均为等匝的分布式绕组；绕组跨距为3个槽，分2层布置，正弦和余弦绕组在槽内上下交替，正余弦绕组在空间上相差90°，每相绕组包含6个线圈，6个线圈串联连接。
6.根据权利要求5所述的旋转变压器，其特征在于：定子叠片a的厚度等于环形凹槽宽度d1。
7.根据权利要求6所述的旋转变压器，其特征在于：定子叠片b的内径大于定子叠片a的方形槽槽底内径。
8.根据权利要求7所述的旋转变压器，其特征在于：导磁环的宽度等于定子叠片a的轴向厚度。
9.根据权利要求8所述的旋转变压器，其特征在于：环形凹槽关于定子叠片b左右对称分布。
10.根据权利要求4所述的旋转变压器，其特征在于：定子叠片a和定子叠片b均由导磁硅钢片粘接而成。
11.根据权利要求2所述的旋转变压器，其特征在于：所述转子套筒前端面沿径向向外设有环形凸台，后端面设有小凹槽，小凹槽滚包从而和环形凸台共同对固定套进行轴向限位。
【专利技术属性】
技术研发人员：孟兴旺，杜海雷，苟莉，井妍，郭建军，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：
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