专利名称：一种角位移传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型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。
背景技术：
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�。涑鲇胧淙氲缪贡扔胄嵌瘸上咝怨叵�。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；
发明内容本实用新型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。
本实用新型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。 本实用新型结构简单紧凑，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。
图1是本实用新型实施例的结构示意图；[0012] 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。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。 图1是本实用新型的一种典型实施状态，本实用新型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10 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。 本实用新型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实用新型。本实用新型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l连接，随关节输出轴l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，本实用新型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，本实用新型旋转组件包括绝缘环5、铜环10和电刷11，绝 缘环5和铜环10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10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。 本实用新型不能直接浸水工作，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。
权利要求一种角位移传感器，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。
2. 如权利要求l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。
专利摘要一种角位移传感器，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。本实用新型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。本实用新型结构简单紧凑，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。
文档编号G01B7/30GK201522259SQ20092021875
公开日2010年7月7日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者向先波, 吴金波, 唐国元, 徐国华, 徐筱龙, 肖治琥 申请人:华中科技大学
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