[发明专利]工作行程大且体积小的传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种设有电刷和电阻体的位移传感器，尤其涉及一种工作行程大且体积小的传感器。

背景技术

位移传感器按工作方式分为角位移传感器和直线位移传感器，其中直线位移传感器是一种把直线机械位移量转换成电信号的位移传感器。

传统的直线位移传感器，通常将可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑轨上的位移来测量不同的阻值；传感器滑轨连接稳态直流电压，允许流过微安培的小电流，滑片和始端之间的电压，与滑片移动的长度成正比。

由上可知，传统直线位移传感器的工作行程与传感器的体积成正比，导致传统直线位移传感器无法实现工作行程大且体积小的效果，限制了直线位移传感器的应用。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种工作行程大且体积小的传感器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种工作行程大且体积小的传感器，包括外壳、电阻体、电刷、集流环、引线端子、引出线，所述电刷安装于所述集流环上并能够与所述电阻体的一侧表面接触，所述电阻体通过所述引线端子与所述引出线连接，其特征在于：还包括拉绳、转轴、轴盘、轴承和绝缘套管，所述转轴通过所述轴承安装于所述外壳内，所述轴盘固定设于所述转轴上且与所述转轴同轴心，所述轴盘的外圆周表面设有环形凹槽，所述拉绳的一端固定于所述环形凹槽内，所述拉绳的另一端位于所述外壳外，所述绝缘套管固定套装于所述转轴上，圆形的所述电阻体安装于所述外壳内并设有电阻体中心孔，所述绝缘套管穿过所述电阻体中心孔且能够自由转动，所述集流环固定套装于所述绝缘套管上。

上述结构中，转轴可以自由旋转，拉绳带动轴盘旋转，轴盘带动转轴旋转，转轴带动绝缘套管旋转，绝缘套管带动集流环旋转，集流环带动电刷旋转，从而使电刷在电阻体表面接触并形成变化的电信号通过引出线传输到另外的处理器，以获得电刷旋转的角位移信息；由于电刷旋转的角位移与拉绳拉动时产生的直线位移之间具有一一对应的比例关系，所以可以通过检测到的电刷的角位移信息根据常规方法计算得到拉绳拉动产生的直线位移数字，从而实现本传感器的直线位移检测功能。

作为优选，所述外壳的两侧分别设有内腔且两个所述内腔之间设有外壳通孔，所述轴承安装于所述外壳通孔内并套装于所述转轴外周的中段，所述轴盘设于所述转轴的第一端内侧，所述外壳的两个内腔外侧分别安装有第一外盖板和第二外盖板，所述第一外盖板的中部设有盖板通孔，所述盖板通孔内安装有外侧的中心外盖板和内侧的中心内盖板，所述转轴的第一端外侧穿过所述中心内盖板的中心孔，所述转轴的第一端外侧与所述中心内盖板的内壁之间通过螺旋弹簧连接；所述轴盘与所述电阻体分别位于所述外壳的两个内腔内。这种结构充分利用了外壳的内部空间并保留了其作为安装基础的功能，使所有部件能够确保相互作用的同时尽可能地减小了占用空间，从而缩小了整个传感器的体积；螺旋弹簧的使用在于为拉绳拉出并解除拉力或提供复位应力，该复位应力与拉绳的运动张力相对应，可以通过改变中心内盖板的周向旋转角度来调整螺旋弹簧的应力，从而调整拉绳的复位应力与运动张力。

为了使电刷的角位移与拉绳的直线位移之间具有尽可能大的对应比例以提高传感器检测范围，所述轴盘的外径略小于所述外壳的对应内腔的内径；所述轴盘与所述外壳之间设有挡块以设定所述轴盘的最大旋转角度。

为了尽可能减小占用空间，所述轴承与所述外壳之间、所述转轴与所述轴承之间均采用小间隙配合，通过弹性卡圈将所述外壳、所述轴承和所述转轴固定在一起。

作为优选，所述电刷包括第一电刷和第二电刷，所述第一电刷与所述绝缘套管的轴心线之间的距离和所述第二电刷与所述绝缘套管的轴心线之间的距离不同。这样，可以通过调整第一电刷和第二电刷的合适压力来保证传感器的使用寿命及在冲击、振动、加速度等机械环境条件的接触可靠性。

优选地，所述拉绳为柔性不锈钢丝绳，该材料有较小的伸长率，很好的疲劳性能，能够承受拉力10Kg，很好地保证了产品直线位移误差较小；所述拉绳穿过所述外壳的拉绳通孔且该拉绳通孔处设有引出环，以保证拉绳缩回时被限位。

进一步，所述拉绳外设有拉绳热缩管，所述引出线外设有引出线热缩管。

本发明的有益效果在于：