一种角位移传感器制造技术

一种角位移传感器，属于测量旋转角度的传感器，解决现有旋转式电位器角度测量难于安装的问题。本发明专利技术包括固定组件和旋转组件，固定组件包括绝缘基体和导电碳膜层，具有缺口的圆弧形导电碳膜层粘附于圆环形绝缘基体表面；导电碳膜层圆弧形两端分别装有正电极和负电极，所述绝缘基体上对应导电碳膜层的圆弧形缺口位置装有信号输出极，信号输出极上焊接有Ｖ形铜探针；旋转组件包括绝缘环、铜环和电刷，所述铜环嵌套于绝缘环外圆周，铜环上装有电刷。本发明专利技术结构简单紧凑，可以直接套在旋转轴上，无需额外专用传感器安装盒，能在高压液压油中工作，特别适用于水下机器人、水下工程机械及其他水下装备的关节旋转角度测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量旋转角度的传感器，特别适用于水下机器人、水下工程机械及其他水下装备的关节旋转角度测量。
技术介绍
现有用于角度测量的旋转式电位器，其电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴， 改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变 了电压与电流的大小，输出与输入电压比与旋转角度成线性关系。水下机械臂关节转角测 量是机械手伺服控制所必须的，使用现有旋转式电位器实时测量水下机械臂关节的旋转角 度时，其结构特别不便于安装在关节轴上，只能安装在输出轴端面，且需要额外加工传感器 安装盒，造成机械结构不紧凑；
技术实现思路
本专利技术提供一种角位移传感器，解决现有旋转式电位器角度测量难于安装的问 题。本专利技术的一种角位移传感器，包括固定组件和旋转组件，其特征在于 所述固定组件包括绝缘基体和导电碳膜层，绝缘基体为圆环形，导电碳膜层为具有缺口的圆弧形，粘附于绝缘基体表面；导电碳膜层圆弧形两端分别装有正电极和负电极，所述绝缘基体上对应导电碳膜层的圆弧形缺口位置装有信号输出极，信号输出极上焊接有V形铜探针； 所述旋转组件包括绝缘环、铜环和电刷，绝缘环和铜环均为圆环形，所述铜环嵌套 于绝缘环外圆周，铜环上装有电刷； 使用时，所述固定组件和旋转组件顺序套在同一旋转轴上，旋转组件通过螺钉和 旋转轴连接，随旋转轴旋转；固定组件的绝缘基体圆环与所述旋转轴之间存在转动间隙，旋 转组件的电刷与固定组件的导电碳膜层滑动接触；固定组件的V形铜探针夹持旋转组件的 铜环。 所述的角位移传感器，其特征在于 所述绝缘基体材料为石英粉或玻璃纤维；所述绝缘环材料为环氧树脂；所述电刷 材料为铜片镀银。 本专利技术结构简单紧凑，可以直接套在旋转轴上，无需额外专用传感器安装盒，能在 高压液压油中工作，特别适用于水下机器人、水下工程机械及其他水下装备的关节旋转角 度测量。用户可以在低成本的情况下，获得高精度的关节摆动角度测量，实现机械臂关节控 制。附图说明 图1是本专利技术实施例的结构示意 图2(A)为固定部件的主视图； 图2(B)为固定部件的俯视图； 图3(A)为旋转部件的主视图； 图3(B)为旋转部件的侧视图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术进一步说明。 图l是本专利技术的一种典型实施状态，本专利技术包括固定组件和旋转组件，固定组件 包括绝缘基体9和导电碳膜层12，具有缺口的圆弧形导电碳膜层12粘附于圆环形绝缘基 体9表面；导电碳膜层12圆弧形两端分别装有正电极和负电极，所述绝缘基体上对应导电 碳膜层12的圆弧形缺口位置装有信号输出极2，信号输出极2上焊接有V形铜探针3 ;旋转 组件包括绝缘环5、铜环IO和电刷ll，所述铜环10嵌套于绝缘环5外圆周，铜环IO上装有 电刷11。绝缘环5上均匀分布3个安装孔4，用于穿过螺钉，将旋转组件固定在旋转轴上。 本专利技术用于水下机械手的关节旋转角度测量时，水下机械手的关节输出轴1和外 壳13以及密封端盖7直接接触海水，由密封圈6密封。在外壳13和密封端盖7组成的空 腔内充入液压油安装本专利技术。本专利技术固定组件和旋转组件顺序套在同一关节输出轴l(旋 转轴)上，旋转组件通过螺钉和关节输出轴1连接，随关节输出轴1旋转；固定组件的绝缘 基体9粘接固定在安装环8上，安装环8和壳体13内孔过盈配合固定，绝缘基体9圆环与 所述关节输出轴1之间存在转动间隙，旋转组件的电刷11与固定组件的导电碳膜层12滑 动接触；固定组件的V形铜探针3夹持旋转组件的铜环IO，取得电压信号。 如图2(A)、图2(B)所示，本专利技术固定组件包括绝缘基体9和导电碳膜层12，绝缘 基体9为圆环形，导电碳膜层12为具有缺口的圆弧形，粘附于绝缘基体9表面；导电碳膜层 12圆弧形两端夹角为60° ，分别装有正电极15和负电极14，正电极15和负电极14之间最 近处的夹角为40。，绝缘基体9上对应导电碳膜层12的圆弧形缺口位置装有一个信号输出 极2，信号输出极2上焊接有V形铜探针3。 正电极15，负电极14分别接直流电源正负极，导电碳膜层12形成均匀的电压降。 如图3 (A)、图3 (B)所示，本专利技术旋转组件包括绝缘环5、铜环10和电刷11 ，绝缘环 5和铜环IO均为圆环形，所述铜环10嵌套于绝缘环5外圆周，粘接成一体，铜环IO上装有 电刷11 ;绝缘环5上沿径向均匀分布3个安装孔4，用于穿过螺钉，将旋转组件固定在旋转 轴上。 绝缘基体9由石英粉压成，能够在油内浸泡；绝缘环5材料为环氧树脂；电刷ll材 料为铜片镀银。 该角度传感器，实验测量供电电压直流IOV，独立线性度0. 3 % ，导电碳膜涂层电 阻5. 09k，有效测量角度300度左右。 本专利技术不能直接浸水工作，在水下机械手关节中应用时在壳体中充液压油。所采 用的材料都能够保证在液压油下不膨胀和发生腐蚀，耐压可达40Mpa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角位移传感器，包括固定组件和旋转组件，其特征在于：所述固定组件包括绝缘基体和导电碳膜层，绝缘基体为圆环形，导电碳膜层为具有缺口的圆弧形，粘附于绝缘基体表面；导电碳膜层圆弧形两端分别装有正电极和负电极，所述绝缘基体上对应导电碳膜层的圆弧形缺口位置装有信号输出极，信号输出极上焊接有Ｖ形铜探针；所述旋转组件包括绝缘环、铜环和电刷，绝缘环和铜环均为圆环形，所述铜环嵌套于绝缘环外圆周，铜环上装有电刷；使用时，所述固定组件和旋转组件顺序套在同一旋转轴上，旋转组件通过螺钉和旋转轴连接，随旋转轴旋转；固定组件的绝缘基体圆环与所述旋转轴之间存在转动间隙，旋转组件的电刷与固定组件的导电碳膜层滑动接触；固定组件的Ｖ形铜探针夹持旋转组件的铜环。

【技术特征摘要】
一种角位移传感器，包括固定组件和旋转组件，其特征在于所述固定组件包括绝缘基体和导电碳膜层，绝缘基体为圆环形，导电碳膜层为具有缺口的圆弧形，粘附于绝缘基体表面；导电碳膜层圆弧形两端分别装有正电极和负电极，所述绝缘基体上对应导电碳膜层的圆弧形缺口位置装有信号输出极，信号输出极上焊接有V形铜探针；所述旋转组件包括绝缘环、铜环和电刷，绝缘环和铜环均为圆环形，所述铜环嵌套于绝缘环外圆周，铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国华，肖治琥，唐国元，徐筱龙，杨波，向先波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]