[发明专利]一种串并联三冗余角位移传感器

说明书

技术领域

本发明属于机械旋转位移量测量技术领域，具体涉及一种串并联三冗余角位移传感器。

背景技术

采用电阻分压原理进行工作的位移传感器，通过把被测物理位移量通过电阻分压转换为与位移量成比例的电压信号，从而实现位移测量。位移传感器在位移测量中的应用已经有几十年的历史，凭借其独特的优点，已广泛应用于伺服系统作动器的位移测量与反馈等领域。

在某应用背景下，机电伺服机构由于安装空间尺寸限制对角位移传感器提出了体积小，重量轻要求。然而，现有的三冗余角位移传感器结构上至少由三个电阻环组成，尺寸较大，不能满足体积小，重量轻的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够满足体积小，重量轻要求的串并联三冗余角位移传感器。

本发明是这样实现的：

一种串并联三冗余角位移传感器，包括电阻环组件、电刷组件、轴组件、上盖板和下盖板组成；电阻环组件安装在下盖板上，轴组件穿过电阻环组件，轴组件的下部穿出下盖板，上盖板安装在电阻环组件上。

如上所述的电阻环组件包括两个电阻环，电阻环Ⅰ包括骨架Ⅰ、电阻膜Ⅰ、铆钉组Ⅰ和导电条Ⅰ；骨架Ⅰ为圆弧状，材料为热塑性聚酰亚胺；电阻膜Ⅰ为圆环状膜层，电阻膜Ⅰ均匀地贴覆在骨架Ⅰ的内环上；铆钉组Ⅰ安装在骨架Ⅰ的上端面上，包括铆钉组Ⅰ正端、铆钉组Ⅰ负端、铆钉组Ⅰ中心抽头、铆钉组Ⅰ输出端a和铆钉组Ⅰ输出端b，铆钉组Ⅰ正端、铆钉组Ⅰ负端、铆钉组Ⅰ中心抽头构成铆钉组Ⅰa，与铆钉组Ⅰ输出端a和铆钉组Ⅰ输出端b构成的铆钉组Ⅰb沿骨架内环直径对称分布；铆钉组Ⅰ中心抽头位于铆钉组Ⅰ正端和铆钉组Ⅰ负端中间；导电条Ⅰ通过环氧树脂胶粘剂固定于骨架Ⅰ内环与电阻膜Ⅰ相对的位置上，其覆盖的范围超出了铆钉组Ⅰ输出端a至铆钉组Ⅰ输出端b之间的范围。

如上所述的电阻环Ⅱ包括骨架Ⅱ、电阻膜Ⅱ、铆钉组Ⅱ和导电条Ⅱ；骨架Ⅱ为圆环状；

电阻膜Ⅱ分为两段，它为不连续的圆弧状膜层，它均匀地贴覆在骨架Ⅱ内环上；铆钉组Ⅱ安装在骨架Ⅱ的上端面，铆钉组Ⅱ包括铆钉组Ⅱ正端a、铆钉组Ⅱ正端b，铆钉组Ⅱ负端a、铆钉组Ⅱ负端b、铆钉组Ⅱ中心抽头a、铆钉组Ⅱ中心抽头b、铆钉组Ⅱ输出端a、铆钉组Ⅱ输出端b、铆钉组Ⅱ输出端c、铆钉组Ⅱ输出端d；铆钉组Ⅱ正端a、铆钉组Ⅱ负端a和铆钉组Ⅱ中心抽头a安装在骨架Ⅱ上端面上与电阻膜Ⅱ中的一段对应的位置上，铆钉组Ⅱ中心抽头a安装在铆钉组Ⅱ正端a和铆钉组Ⅱ负端a中心处；铆钉组Ⅱ正端b、铆钉组Ⅱ负端b和铆钉组Ⅱ中心抽头b安装在骨架Ⅱ上端面上与电阻膜Ⅱ中的另一段对应的位置上，铆钉组Ⅱ中心抽头b安装在铆钉组Ⅱ正端b和铆钉组Ⅱ负端b中心处；铆钉组Ⅱ输出端a、铆钉组Ⅱ输出端b安装在骨架Ⅱ上端面上与电阻膜Ⅱ中的一段沿直径对称的位置上；铆钉组Ⅱ输出端c26、铆钉组Ⅱ输出端d27安装在骨架Ⅱ上端面上与电阻膜Ⅱ中的另一段沿直径对称的位置上；

导电条Ⅱ分为两段：导电条Ⅱa和导电条Ⅱb，其中，导电条Ⅱa通过环氧树脂胶粘剂固定于骨架Ⅱ内环与电阻膜Ⅱ中的一段沿直径对称的位置上，导电条Ⅱa覆盖的范围超出了铆钉组Ⅱ输出端a至铆钉组Ⅱ输出端c之间的范围；导电条Ⅱb通过环氧树脂胶粘剂固定于骨架Ⅱ内环与电阻膜Ⅱ中的另一段沿直径对称的位置上，导电条Ⅱb覆盖的范围超出了铆钉组Ⅱ输出端b至铆钉组Ⅱ输出端d之间。

如上所述的电阻膜由电阻液在骨架上喷制而成。

如上所述的电阻液是树脂和石墨、硅微粉的混合物。

如上所述的电阻膜的制备方法如下：

（1）将焙烧后的石墨粉和硅微粉按照重量为3：1的比例放入干燥箱中烘干，在120℃条件下保温1h；

（2）将石墨粉和硅微粉放入球磨罐中，球磨72h；

（3）加入SP14酚醛树脂溶液球磨48h；

（4）用喷涂法将电阻液喷在绝缘材料做成的骨架上，制成电阻膜；

（5）进行电、热老炼，使电阻膜的阻值在2000±300Ω范围内。

如上所述的导电条为铍青铜制成。

所述的石墨粉与SP14酚醛树脂溶液的体积比为17：83；SP14酚醛树脂溶液为SP14酚醛树脂与混合溶剂按照重量为1：1的比例制成，混合溶剂为无水乙醇CP与甲苯CP按照体积比为1：1的比例制成。

如上所述的轴组件包括轴、集电环、连接套以及圆柱销；

轴由两段直径不同的圆柱组成，在直径较大的圆柱上靠近两端圆柱连接处开有径向通孔，作为圆柱销孔；