可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器，包括球窩關節(jié)，所述球窩關節(jié)具有一帶有關節(jié)孔的球窩關節(jié)外殼、一設置在球窩關節(jié)外殼內的球頭，所述球頭通過關節(jié)孔向外延伸出一根擺桿，所述球頭內部設置有發(fā)光元件，球頭上開有狹長的柵縫，通過所述柵縫可將發(fā)光元件發(fā)射的光線投射出來；所述關節(jié)外殼的內側設置有的PSD位置傳感器，所述PSD位置傳感器可接收到由所述柵縫中發(fā)射出來的光線。通過PSD位置傳感器檢測接收到的光線的角度和位置可計算出球窩關節(jié)外殼與球頭之間的旋轉角度，進而不但簡化了三維角度傳感器的結構，且使該傳感器具有作為傳動部件的功能。
【專利說明】可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器【技術領域】，尤其涉及一種可作為機器人關節(jié)使用的三維角度傳感器。

【背景技術】
[0002]以往如果檢測兩個萬向鉸接的連桿之間的角度，則至少需要配備兩個二維角度傳感器，或者采用姿態(tài)傳感器來檢測，姿態(tài)傳感器是基于MEMS技術的三維運動姿態(tài)測量系統(tǒng)，它包含三軸陀螺儀、三軸加速度計，三軸電子羅盤等運動傳感器，通過內嵌的ARM處理器得到經過溫度補償?shù)娜S姿態(tài)與方位等數(shù)據，通過對姿態(tài)傳感器的描述可知，姿態(tài)傳感器的缺點是結構復雜，占用空間大。另外，上述無論是二維角度傳感器還是姿態(tài)傳感器都不能作為機器設備，如機器人的關節(jié)或傳動部件來使用。


【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器，該三維角度傳感器可作為關節(jié)使用進而拓展了角度傳感器的應用領域，解決了以往二維角度傳感器難以測量萬向球節(jié)的三維角度以及姿態(tài)傳感器結構復雜且不能作用關節(jié)使用的技術問題。
[0004]本發(fā)明通過以下技術手段解決上述技術問題:
本發(fā)明的可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器，包括球窩關節(jié)，所述球窩關節(jié)具有一帶有關節(jié)孔的球窩關節(jié)外殼、一設置在球窩關節(jié)外殼內的球頭，所述球頭通過關節(jié)孔向外延伸出一根擺桿，所述球頭內部設置有發(fā)光元件，球頭上開有狹長的柵縫，通過所述柵縫可將發(fā)光元件發(fā)射的光線投射出來；所述關節(jié)外殼的內側設置有的PSD位置傳感器，所述PSD位置傳感器可接收到由所述柵縫中發(fā)射出來的光線。還包括數(shù)據采集器卡，所述數(shù)據采集器卡通過信號處理電路與PSD相連，數(shù)據采集器卡與計算機相連接。
[0005]進一步，所述PSD位置傳感器為二維球面的PSD位置傳感器。
[0006]進一步，所述關節(jié)外殼的內側設置有由透明材料制成的耐磨層，所述耐磨層將PSD位置傳感器表面與球頭外表面相互隔離。
[0007]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器，包括球窩關節(jié)，所述球窩關節(jié)具有一帶有關節(jié)孔的球窩關節(jié)外殼、一設置在球窩關節(jié)外殼內的球頭，所述球頭通過關節(jié)孔向外延伸出一根擺桿，所述球頭內部設置有發(fā)光元件，球頭上開有狹長的柵縫，通過所述柵縫可將發(fā)光元件發(fā)射的光線投射出來；所述關節(jié)外殼的內側設置有的PSD位置傳感器，所述PSD位置傳感器可接收到由所述柵縫中發(fā)射出來的光線。通過PSD位置傳感器檢測接收到的光線的角度和位置可計算出球窩關節(jié)外殼與球頭之間的旋轉角度，進而不但簡化了三維角度傳感器的結構，且使該傳感器具有作為傳動部件的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0009]圖1為本發(fā)明可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器的剖面結構示意圖；
圖2為本發(fā)明可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器的立體爆炸示意圖。

【具體實施方式】
[0010]以下將結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:
如圖1和2所示:本實施例中的可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器，包括球窩關節(jié)，所述球窩關節(jié)具有一帶有關節(jié)孔的球窩關節(jié)外殼1、一設置在球窩關節(jié)外殼I內的球頭2，所述球頭2通過關節(jié)孔Ia向外延伸出一根擺桿3，所述球頭2內部設置有發(fā)光元件4，球頭2上開有狹長的柵縫2a，通過所述柵縫2a可將發(fā)光元件4發(fā)射的光線投射出來；所述關節(jié)外殼I的內側設置有的PSD位置傳感器5，所述PSD位置傳感器5可接收到由所述柵縫2a中發(fā)射出來的光線，具體地，所述PSD位置傳感器5為二維球面的PSD位置傳感器，該PSD位置傳感器是一種能在其感光表面連續(xù)移動光點位置的光電子傳感器，優(yōu)選的，所述二維球面PSD位置傳感器是由多個具有均勻阻抗表面組成的PIN光電二極管，所述PIN光電二極管以二維球面鋪設在一個透明的硅材料殼體上。
[0011]優(yōu)選的，所述關節(jié)外殼I的內側設置有由透明材料制成的耐磨層6，所述耐磨層6將PSD位置傳感器5表面與球頭2外表面相互隔離，以保護PIN光電二極管。
[0012]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種可作為關節(jié)使用的三維角度傳感器，包括球窩關節(jié)，所述球窩關節(jié)具有一帶有關節(jié)孔的球窩關節(jié)外殼(1)、一設置在球窩關節(jié)外殼(I)內的球頭(2)，所述球頭(2)通過關節(jié)孔(Ia)向外延伸出一根擺桿(3)，其特征在于:所述球頭(2)內部設置有發(fā)光元件(4)，球頭(2)上開有狹長的柵縫(2a)，通過所述柵縫(2a)可將發(fā)光元件(4)發(fā)射的光線投射出來；所述關節(jié)外殼(I)的內側設置有的PSD位置傳感器(5 )，所述PSD位置傳感器(5 )可接收到由所述柵縫(2a)中發(fā)射出來的光線。
2.根據權利要求1所述的三維角度傳感器，其特征在于:所述PSD位置傳感器(5)為二維球面的PSD位置傳感器。
3.根據權利要求2所述的三維角度傳感器，其特征在于:所述關節(jié)外殼(I)的內側設置有由透明材料制成的耐磨層(6)，所述耐磨層(6)將PSD位置傳感器(5)表面與球頭(2)外表面相互隔離。
【文檔編號】B25J19/00GK104440935SQ201410806374
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權日:2014年12月23日
【發(fā)明者】王帥, 蔣太剛 申請人:重慶花金王科技開發(fā)有限公司璧山分公司