一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機械旋轉(zhuǎn)位移量測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，目的是提供一種能夠滿足體積小，重量輕要求的串并聯(lián)三冗余角位移傳感器。其特征在于：它包括電阻環(huán)組件（4）、電刷組件、軸組件（1）、上蓋板（2）、和下蓋板（3）組成；電阻環(huán)組件（4）安裝在下蓋板（3）上，軸組件（1）穿過電阻環(huán)組件（4），軸組件（1）的下部穿出下蓋板（3），上蓋板（2）安裝在電阻環(huán)組件（4）上。本發(fā)明采用兩環(huán)設(shè)計，其中電阻環(huán)Ⅰ為單路，電阻環(huán)Ⅱ為雙冗余設(shè)計，將電阻環(huán)進行重疊，從結(jié)構(gòu)上組成了串并聯(lián)相結(jié)合的方式。位移傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，滿足了伺服機構(gòu)小型化要求，節(jié)省安裝空間，減少伺服機構(gòu)重量。
【專利說明】一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械旋轉(zhuǎn)位移量測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]采用電阻分壓原理進行工作的位移傳感器，通過把被測物理位移量通過電阻分壓轉(zhuǎn)換為與位移量成比例的電壓信號，從而實現(xiàn)位移測量。位移傳感器在位移測量中的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史，憑借其獨特的優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于伺服系統(tǒng)作動器的位移測量與反饋等領(lǐng)域。
[0003]在某應(yīng)用背景下，機電伺服機構(gòu)由于安裝空間尺寸限制對角位移傳感器提出了體積小，重量輕要求。然而，現(xiàn)有的三冗余角位移傳感器結(jié)構(gòu)上至少由三個電阻環(huán)組成，尺寸較大，不能滿足體積小，重量輕的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能夠滿足體積小，重量輕要求的串并聯(lián)三冗余角位移傳感器。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，包括電阻環(huán)組件、電刷組件、軸組件、上蓋板和下蓋板組成；電阻環(huán)組件安裝在下蓋板上，軸組件穿過電阻環(huán)組件，軸組件的下部穿出下蓋板，上蓋板安裝在電阻環(huán)組件上。
[0007]如上所述的電阻環(huán)組件包括兩個電阻環(huán)，電阻環(huán)I包括骨架1、電阻膜1、鉚釘組I和導(dǎo)電條I ;骨架I為圓弧狀，材料為熱塑性聚酰亞胺；電阻膜I為圓環(huán)狀膜層，電阻膜I均勻地貼覆在骨架I的內(nèi)環(huán)上；鉚釘組I安裝在骨架I的上端面上，包括鉚釘組I正端、鉚釘組I負(fù)端、鉚釘組I中心抽頭、鉚釘組I輸出端a和鉚釘組I輸出端b，鉚釘組I正端、鉚釘組I負(fù)端、鉚釘組I中心抽頭構(gòu)成鉚釘組I a，與鉚釘組I輸出端a和鉚釘組I輸出端b構(gòu)成的鉚釘組I b沿骨架內(nèi)環(huán)直徑對稱分布；鉚釘組I中心抽頭位于鉚釘組I正端和鉚釘組I負(fù)端中間；導(dǎo)電條I通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架I內(nèi)環(huán)與電阻膜I相對的位置上，其覆蓋的范圍超出了鉚釘組I輸出端a至鉚釘組I輸出端b之間的范圍。
[0008]如上所述的電阻環(huán)II包括骨架I1、電阻膜I1、鉚釘組II和導(dǎo)電條II ;骨架II為圓環(huán)狀；
[0009]電阻膜II分為兩段，它為不連續(xù)的圓弧狀膜層，它均勻地貼覆在骨架II內(nèi)環(huán)上；鉚釘組II安裝在骨架II的上端面，鉚釘組II包括鉚釘組II正端a、鉚釘組II正端b，鉚釘組II負(fù)端a、鉚釘組II負(fù)端b、鉚釘組II中心抽頭a、鉚釘組II中心抽頭b、鉚釘組II輸出端a、鉚釘組II輸出端b、鉚釘組II輸出端C、鉚釘組II輸出端d ;鉚釘組II正端a、鉚釘組II負(fù)端a和鉚釘組II中心抽頭a安裝在骨架II上端面上與電阻膜II中的一段對應(yīng)的位置上，鉚釘組II中心抽頭a安裝在鉚釘組II正端a和鉚釘組II負(fù)端a中心處；鉚釘組II正端b、鉚釘組II負(fù)端b和鉚釘組II中心抽頭b安裝在骨架II上端面上與電阻膜II中的另一段對應(yīng)的位置上，鉚釘組II中心抽頭b安裝在鉚釘組II正端b和鉚釘組II負(fù)端b中心處；鉚釘組II輸出端a、鉚釘組II輸出端b安裝在骨架II上端面上與電阻膜II中的一段沿直徑對稱的位置上；鉚釘組II輸出端C26、鉚釘組II輸出端d27安裝在骨架II上端面上與電阻膜II中的另一段沿直徑對稱的位置上；
[0010]導(dǎo)電條II分為兩段:導(dǎo)電條II a和導(dǎo)電條II b，其中，導(dǎo)電條II a通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架II內(nèi)環(huán)與電阻膜II中的一段沿直徑對稱的位置上，導(dǎo)電條II a覆蓋的范圍超出了鉚釘組II輸出端a至鉚釘組II輸出端c之間的范圍；導(dǎo)電條II b通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架II內(nèi)環(huán)與電阻膜II中的另一段沿直徑對稱的位置上，導(dǎo)電條II b覆蓋的范圍超出了鉚釘組II輸出端b至鉚釘組II輸出端d之間。
[0011]如上所述的電阻膜由電阻液在骨架上噴制而成。
[0012]如上所述的電阻液是樹脂和石墨、硅微粉的混合物。
[0013]如上所述的電阻膜的制備方法如下:
[0014](I)將焙燒后的石墨粉和硅微粉按照重量為3:1的比例放入干燥箱中烘干，在120°C條件下保溫Ih ；
[0015](2)將石墨粉和硅微粉放入球磨罐中，球磨72h ；
[0016](3)加入SP14酚醛樹脂溶液球磨48h ；
[0017](4)用噴涂法將電阻液噴在絕緣材料做成的骨架上，制成電阻膜；
[0018](5)進行電、熱老煉，使電阻膜的阻值在2000±300 Ω范圍內(nèi)。
[0019]如上所述的導(dǎo)電條為鈹青銅制成。
[0020]所述的石墨粉與SP14酚醛樹脂溶液的體積比為17:83 ；SP14酚醛樹脂溶液為SP14酚醛樹脂與混合溶劑按照重量為1:1的比例制成，混合溶劑為無水乙醇CP與甲苯CP按照體積比為1:1的比例制成。
[0021]如上所述的軸組件包括軸、集電環(huán)、連接套以及圓柱銷；
[0022]軸由兩段直徑不同的圓柱組成，在直徑較大的圓柱上靠近兩端圓柱連接處開有徑向通孔，作為圓柱銷孔；
[0023]集電環(huán)包括上集電環(huán)和下集電環(huán)；下集電環(huán)體為中間開有通孔的正方體薄板狀，通孔的尺寸與軸直徑較大的圓柱的外徑相一致，電刷分布在下集電環(huán)體的四個頂角上，構(gòu)成兩組電刷，呈對角線分布的電刷構(gòu)成一組，其中一組電刷的一個與電阻環(huán)II上的一個導(dǎo)電條連接，該組電刷的另一個與電阻環(huán)II上的一個導(dǎo)電條相對應(yīng)的一端電阻膜連接；上集電環(huán)體為中間開有通孔的正方體薄板狀，通孔的尺寸與軸直徑較大的圓柱的外徑相一致，電刷分布在上集電環(huán)體的兩個頂角上，呈對角線分布的電刷構(gòu)成一組，與電阻環(huán)I上的導(dǎo)電條相對應(yīng)；
[0024]連接套為圓筒狀，在其外側(cè)中部設(shè)有均布的四個凸塊，沿連接套軸向在凸塊中部開有通孔，用于安裝固定上、下集電環(huán)的螺釘，連接套的材料為2A12鋁合金，連接套通過螺釘固定連接上下集電環(huán)，連接套通過螺釘固定在軸上；
[0025]圓柱銷安裝在軸上的圓柱銷孔內(nèi)；圓柱銷與安裝在下蓋板上的銷釘共同起到限位作用實現(xiàn)位移傳感器的機械行程要求；
[0026]上蓋板為圓盤狀，在其底部中部開有盲孔，用于安裝套裝在軸頂部的支撐軸承，其頂端有一圓形出線孔，用于引出傳感器的內(nèi)部導(dǎo)線；
[0027]下蓋板為圓盤狀，在其中部開有通孔，用于安裝軸，在其上部中心處開有凹槽，用于安裝套裝在軸下部外側(cè)支撐軸承，其接口尺寸由伺服系統(tǒng)提供，用于安裝在作動器上。
[0028]如上所述的軸的材料為2Crl3不銹鋼；集電環(huán)材料為雙面的覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板，圓柱銷材料為2Crl3不銹鋼，上蓋板的材料為2A12鋁合金；下蓋板的材料為2A12鋁
I=1-Wl O
[0029]本發(fā)明的有益效果是:
[0030]本發(fā)明采用兩環(huán)設(shè)計，其中電阻環(huán)I為單路，電阻環(huán)II為雙冗余設(shè)計(將電阻環(huán)上的電阻膜及導(dǎo)電條各均分為兩份)，將電阻環(huán)進行重疊，從結(jié)構(gòu)上組成了串并聯(lián)相結(jié)合的方式，在電氣上可單獨使用也可以并聯(lián)使用。顯著降低了由于位移傳感器一路失效而造成的危害，有效提高了系統(tǒng)的工作可靠性。位移傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，滿足了伺服機構(gòu)小型化要求，節(jié)省安裝空間，減少伺服機構(gòu)重量，具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的推廣前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是圖1中電阻環(huán)組件中電阻環(huán)I的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是圖2中B-B方向的剖面示意圖；
[0034]圖4是圖1中電阻環(huán)組件中電阻環(huán)II的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是圖4中B-B方向的剖面示意圖；
[0036]圖6是圖1中軸組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖7是圖6中軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖8是圖6中連接套的俯視圖；
[0039]圖9是圖6中連接套的正視圖；
[0040]圖10是圖6中上蓋板的剖視圖；
[0041]圖11是圖6中下蓋板的剖視圖；
[0042]圖中:1-軸組件；2_上蓋板；3_下蓋板；4_電阻環(huán)組件；5_骨架I ;6_鉚釘組I ;7-導(dǎo)電條I ;8_電阻膜I 8 ;9_鉚釘組I正端；10_鉚釘組I負(fù)端；11_鉚釘組I中心抽頭；12-鉚釘組I輸出端a ;13_鉚釘組I輸出端b ;14_骨架II ;15_鉚釘組II ;16_導(dǎo)電條II ；17-電阻膜II ； 18-鉚釘組II正端a ；19-鉚釘組II正端a ;20_鉚釘組II負(fù)端a ;21_鉚釘組II負(fù)端b ；22-鉚釘組II中心抽頭a ；23-鉚釘組II中心抽頭b ;24_鉚釘組II輸出端a，25-鉚釘組II輸出端b ;26_鉚釘組II輸出端C，27-鉚釘組II輸出端d ;28_圓柱銷；29_連接套；30-軸；31_上集電環(huán)；32_下集電環(huán)。

【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器進行介紹:
[0044]如圖1所示，一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，包括電阻環(huán)組件4、電刷組件、軸組件1、上蓋板2、和下蓋板3組成。電阻環(huán)組件4安裝在下蓋板3上，軸組件I穿過電阻環(huán)組件4，軸組件I的下部穿出下蓋板3，上蓋板2安裝在電阻環(huán)組件4上。
[0045]如圖2-5所示，電阻環(huán)組件4包括兩個電阻環(huán)。如圖2-3所示，電阻環(huán)I包括骨架I 5、電阻膜I 8、鉚釘組I 6和導(dǎo)電條I 7。骨架I 5為圓弧狀，材料為熱塑性聚酰亞胺。電阻膜I 8為圓環(huán)狀膜層，它均勻地貼覆在骨架I 5的內(nèi)環(huán)上。鉚釘組I 6安裝在骨架I 5的上端面上，包括鉚釘組I正端9、鉚釘組I負(fù)端10、鉚釘組I中心抽頭11、鉚釘組I輸出端al2和鉚釘組I輸出端bl3，鉚釘組I正端9、鉚釘組I負(fù)端10、鉚釘組I中心抽頭11構(gòu)成鉚釘組I 6a，與鉚釘組I輸出端al2和鉚釘組I輸出端bl3構(gòu)成的鉚釘組I 6b沿骨架內(nèi)環(huán)直徑對稱分布；鉚釘組I中心抽頭11位于鉚釘組I正端9和鉚釘組I負(fù)端10中間。導(dǎo)電條I 7通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架I 5內(nèi)環(huán)與電阻膜I 8相對的位置上，其覆蓋的范圍超出了鉚釘組I輸出端al2至鉚釘組I輸出端bl3之間的范圍。
[0046]如圖4-5所示，電阻環(huán)II包括骨架II 14、電阻膜II 17、鉚釘組II 15和導(dǎo)電條II 16。骨架II 14為圓環(huán)狀。電阻膜II 17分為兩段，它為不連續(xù)的圓弧狀膜層，它均勻地貼覆在骨架II 14內(nèi)環(huán)上。鉚釘組II 15安裝在骨架II 14的上端面，它包括鉚釘組II正端al8、鉚釘組II正端b 19，鉚釘組II負(fù)端a20、鉚釘組II負(fù)端b21、鉚釘組II中心抽頭a22、鉚釘組II中心抽頭b23、鉚釘組II輸出端a24、鉚釘組II輸出端b25、鉚釘組II輸出端c26、鉚釘組II輸出端d27。鉚釘組II正端al8、鉚釘組II負(fù)端a20和鉚釘組II中心抽頭a22安裝在骨架II 14上端面上與電阻膜II 17中的一段對應(yīng)的位置上，鉚釘組II中心抽頭a22安裝在鉚釘組II正端al8和鉚釘組II負(fù)端a20中心處。鉚釘組II正端b 19、鉚釘組II負(fù)端b21和鉚釘組II中心抽頭b23安裝在骨架II 14上端面上與電阻膜II 17中的另一段對應(yīng)的位置上，鉚釘組II中心抽頭b23安裝在鉚釘組II正端bl9和鉚釘組II負(fù)端b21中心處。鉚釘組II輸出端a24、鉚釘組II輸出端b25安裝在骨架II 14上端面上與電阻膜II 17中的一段沿直徑對稱的位置上。鉚釘組II輸出端c26、鉚釘組II輸出端d27安裝在骨架II 14上端面上與電阻膜II 17中的另一段沿直徑對稱的位置上。導(dǎo)電條II 16分為兩段:導(dǎo)電條II 16a和導(dǎo)電條II 16b,其中，導(dǎo)電條II 16a通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架II 14內(nèi)環(huán)與電阻膜II 17中的一段沿直徑對稱的位置上，其覆蓋的范圍超出了鉚釘組II輸出端a24至鉚釘組II輸出端c26之間的范圍；導(dǎo)電條II 16b通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架II 14內(nèi)環(huán)與電阻膜II 17中的另一段沿直徑對稱的位置上，其覆蓋的范圍超出了鉚釘組II輸出端b25至鉚釘組II輸出端d27之間。
[0047]在本實施例中，電阻膜由電阻液在骨架上采用現(xiàn)有技術(shù)噴制而成。電阻液是樹脂和石墨、硅微粉的混合物。配制前，將焙燒后的石墨粉和硅微粉按照重量為3:1的比例放入干燥箱中烘干(120°C保溫lh)。將石墨粉和硅微粉放入球磨罐中，球磨72h后，再加SP14酚醛樹脂溶液球磨48h。石墨粉與SP14酚醛樹脂溶液的體積比為17:83。SP14酚醛樹脂溶液為SP14酚醛樹脂與混合溶劑按照重量為1:1的比例制成，混合溶劑為無水乙醇CP與甲苯CP按照體積比為1:1的比例制成。然后，用噴涂法將電阻液噴在絕緣材料做成的骨架上，經(jīng)多次噴涂、干燥和聚合等現(xiàn)有技術(shù)制成電阻膜。電阻膜還需要經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)進行電、熱老煉，電阻膜的阻值在2000±300Ω范圍內(nèi)，如2000Ω、2150Ω或2300 Ω。在本實施例中，導(dǎo)電條為鈹青銅制成。
[0048]如圖6所示，串并聯(lián)三冗余角位移傳感器軸組件I包括軸30、集電環(huán)、連接套29以及圓柱銷28。
[0049]如圖7所示，軸30由兩段直徑不同的圓柱組成，在直徑較大的圓柱上靠近兩端圓柱連接處開有徑向通孔，作為圓柱銷28孔，軸30的材料為2Crl3不銹鋼。
[0050]集電環(huán)包括上集電環(huán)31和下集電環(huán)32。下集電環(huán)32體為中間開有通孔的正方體薄板狀，通孔的尺寸與軸30直徑較大的圓柱的外徑相一致，集電環(huán)材料為雙面的覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板，電刷分布在下集電環(huán)32體的四個頂角上，構(gòu)成兩組電刷，呈對角線分布的電刷構(gòu)成一組，其中一組電刷的一個與電阻環(huán)II上的一個導(dǎo)電條連接，該組電刷的另一個與電阻環(huán)II上的一個導(dǎo)電條相對應(yīng)的一端電阻膜連接，實現(xiàn)一個通道的測試功能。上集電環(huán)31體為中間開有通孔的正方體薄板狀，通孔的尺寸與軸30直徑較大的圓柱的外徑相一致，電刷分布在上集電環(huán)31體的兩個頂角上，呈對角線分布的電刷構(gòu)成一組，與電阻環(huán)I上的導(dǎo)電條相對應(yīng)，實現(xiàn)一個通道的測試功能。
[0051]如圖8-9所示，連接套29為圓筒狀，在其外側(cè)中部設(shè)有均布的四個凸塊，沿連接套29軸30向在凸塊中部開有通孔，用于安裝固定上、下集電環(huán)32的螺釘，連接套29的材料為2A12鋁合金，連接套29通過螺釘固定連接上下集電環(huán)32，連接套29通過螺釘固定在軸30上。上集電環(huán)31上面的兩個電刷與電阻環(huán)I的導(dǎo)電條對應(yīng)，實現(xiàn)一個通道的測試功能。下集電環(huán)32上面有四個電刷與分別與電阻環(huán)二的兩個導(dǎo)電條對應(yīng)，實現(xiàn)兩個通道的測試功能。圓柱銷28材料為2Crl3不銹鋼，安裝在軸30上的圓柱銷28孔內(nèi)，用于固定上下集電環(huán)32。圓柱銷28與安裝在下蓋板3上的銷釘共同起到限位作用實現(xiàn)位移傳感器的機械行程要求。
[0052]如圖10所示,上蓋板2為圓盤狀,在其底部中部開有盲孔,用于安裝套裝在軸30頂部的支撐軸承，上蓋板2的材料為2A12鋁合金。其頂端有一圓形出線孔，用于引出傳感器的內(nèi)部導(dǎo)線。
[0053]如圖11所示，下蓋板3為圓盤狀，在其中部開有通孔，用于安裝軸30，在其上部中心處開有凹槽，用于安裝套裝在軸30下部外側(cè)支撐軸承，下蓋板3的材料為2A12鋁合金。其接口尺寸由伺服系統(tǒng)提供，用于安裝在作動器上。
[0054]安裝時，將電阻環(huán)1、電阻環(huán)II疊放在一起構(gòu)成電阻環(huán)組件4，將下、上集電環(huán)31依次套裝在軸30上構(gòu)成軸組件1，將電阻環(huán)組件4套裝在軸組件I上，然后將下蓋板3套裝在軸組件I下，最后將上蓋板2放置在軸組件I上部。傳感器軸組件I的輸出軸30與整機齒輪軸30剛性連接，實現(xiàn)閉合回路的測量與反饋功能，殼體通過端面(下蓋板3)與作動器相連，引出線直接焊接在作動器的接頭上。
[0055]工作時，在電阻環(huán)的正、負(fù)端分別施加正負(fù)直流電源，同時在零位位置設(shè)置中心抽頭(即電源地)，電刷橫跨電阻膜和導(dǎo)電條，在固定在軸上的連接套的帶動下，在電阻環(huán)和導(dǎo)電條上滑動，拾取與位移成比例的電壓，實現(xiàn)舵軸轉(zhuǎn)角的測量。電刷將對應(yīng)電阻環(huán)的電壓信號引到導(dǎo)電條上，然后通過導(dǎo)電條兩端的鉚釘孔焊線引出。為了提高可靠性，本發(fā)明采用三冗余設(shè)計的同時，還將各組正負(fù)電源及地端分別引出，輸出采用雙點雙線。
[0056]本發(fā)明采用兩環(huán)設(shè)計，其中電阻環(huán)I為單路，電阻環(huán)II為雙冗余設(shè)計(將電阻環(huán)上的電阻膜及導(dǎo)電條各均分為兩份)，將電阻環(huán)進行重疊，從結(jié)構(gòu)上組成了串并聯(lián)相結(jié)合的方式，在電氣上可單獨使用也可以并聯(lián)使用。顯著降低了由于位移傳感器一路失效而造成的危害，有效提高了系統(tǒng)的工作可靠性。位移傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，滿足了伺服機構(gòu)小型化要求，節(jié)省安裝空間，減少伺服機構(gòu)重量，具有重要的應(yīng)用價值和廣闊的推廣前景。
【權(quán)利要求】
1.一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:它包括電阻環(huán)組件(4)、電刷組件、軸組件(I)、上蓋板(2 )和下蓋板(3 )組成；電阻環(huán)組件(4)安裝在下蓋板(3 )上，軸組件(I)穿過電阻環(huán)組件(4)，軸組件(I)的下部穿出下蓋板(3 )，上蓋板(2 )安裝在電阻環(huán)組件(4)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的電阻環(huán)組件(4)包括兩個電阻環(huán)，電阻環(huán)I包括骨架I (5)、電阻膜I (8)、鉚釘組I (6)和導(dǎo)電條I (7);骨架I (5)為圓弧狀，材料為熱塑性聚酰亞胺；電阻膜I (8)為圓環(huán)狀膜層，電阻膜I (8)均勻地貼覆在骨架I (5)的內(nèi)環(huán)上；鉚釘組I (6)安裝在骨架I (5)的上端面上，包括鉚釘組I正端(9)、鉚釘組I負(fù)端(10)、鉚釘組I中心抽頭(11)、鉚釘組I輸出端a (12)和鉚釘組I輸出端b (13)，鉚釘組I正端(9)、鉚釘組I負(fù)端(10)、鉚釘組I中心抽頭(11)構(gòu)成鉚釘組I (6) a，與鉚釘組I輸出端a (12)和鉚釘組I輸出端b (13)構(gòu)成的鉚釘組I(6)b沿骨架內(nèi)環(huán)直徑對稱分布；鉚釘組I中心抽頭(11)位于鉚釘組I正端(9)和鉚釘組I負(fù)端(10)中間；導(dǎo)電條I (7)通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架I (5)內(nèi)環(huán)與電阻膜I (8)相對的位置上，其覆蓋的范圍超出了鉚釘組I輸出端a (12)至鉚釘組I輸出端b (13)之間的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的電阻環(huán)II包括骨架II (14)、電阻膜II (17)、鉚釘組II (15)和導(dǎo)電條II (16);骨架II (14)為圓環(huán)狀； 電阻膜II (17)分為兩段，它為不連續(xù)的圓弧狀膜層，它均勻地貼覆在骨架II (14)內(nèi)環(huán)上；鉚釘組II (15)安裝在骨架II (14)的上端面，鉚釘組II (15)包括鉚釘組II正端a (18)、鉚釘組II正端b (19)，鉚釘組II負(fù)端a (20)、鉚釘組II負(fù)端b (21)、鉚釘組II中心抽頭a(22)、鉚釘組II中心抽頭b (23)、鉚釘組II輸出端a (24)、鉚釘組II輸出端b (25)、鉚釘組II輸出端c (26)、鉚釘組II輸出端d (27);鉚釘組II正端a (18)、鉚釘組II負(fù)端a (20)和鉚釘組II中心抽頭a (22)安裝在骨架II (14)上端面上與電阻膜II (17)中的一段對應(yīng)的位置上，鉚釘組II中心抽頭a (22)安裝在鉚釘組II正端a (18)和鉚釘組II負(fù)端a (20)中心處；鉚釘組II正端b (19)、鉚釘組II負(fù)端b (21)和鉚釘組II中心抽頭b (23)安裝在骨架11(14)上端面上與電阻膜II (17)中的另一段對應(yīng)的位置上，鉚釘組II中心抽頭b (23)安裝在鉚釘組II正端b (19)和鉚釘組II負(fù)端b (21)中心處；鉚釘組II輸出端a (24)、鉚釘組II輸出端b (25)安裝在骨架II (14)上端面上與電阻膜II (17)中的一段沿直徑對稱的位置上；鉚釘組II輸出端c26、鉚釘組II輸出端d27安裝在骨架II (14)上端面上與電阻膜II(17)中的另一段沿直徑對稱的位置上； 導(dǎo)電條II (16)分為兩段:導(dǎo)電條II (16)a和導(dǎo)電條II (16 )b,其中，導(dǎo)電條II (16) a通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架II (14)內(nèi)環(huán)與電阻膜II (17)中的一段沿直徑對稱的位置上，導(dǎo)電條II (16)a覆蓋的范圍超出了鉚釘組II輸出端a (24)至鉚釘組II輸出端c (26)之間的范圍；導(dǎo)電條II (16)b通過環(huán)氧樹脂膠粘劑固定于骨架II (14)內(nèi)環(huán)與電阻膜II (17)中的另一段沿直徑對稱的位置上，導(dǎo)電條II (16)b覆蓋的范圍超出了鉚釘組II輸出端b (25)至鉚釘組II輸出端d (27)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的電阻膜由電阻液在骨架上噴制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的電阻液是樹脂和石墨、硅微粉的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的電阻膜的制備方法如下: (1)將焙燒后的石墨粉和硅微粉按照重量為3:1的比例放入干燥箱中烘干，在120°C條件下保溫Ih ； (2)將石墨粉和硅微粉放入球磨罐中，球磨72h； (3)加入SP14酚醛樹脂溶液球磨48h； (4)用噴涂法將電阻液噴在絕緣材料做成的骨架上，制成電阻膜； (5)進行電、熱老煉，使電阻膜的阻值在2000±300Ω范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的石墨粉與SP14酚醛樹脂溶液的體積比為17:83 ；SP14酚醛樹脂溶液為SP14酚醛樹脂與混合溶劑按照重量為1:1的比例制成，混合溶劑為無水乙醇CP與甲苯CP按照體積比為1:1的比例制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的導(dǎo)電條為鈹青銅制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的軸組件(I)包括軸(30)、集電環(huán)、連接套(29)以及圓柱銷(28)； 軸(30 )由兩段直徑不同的圓柱組成，在直徑較大的圓柱上靠近兩端圓柱連接處開有徑向通孔，作為圓柱銷(28)孔； 集電環(huán)包括上集電環(huán)(31)和下集電環(huán)(32);下集電環(huán)(32)體為中間開有通孔的正方體薄板狀，通孔的尺寸與軸(30)直徑較大的圓柱的外徑相一致，電刷分布在下集電環(huán)(32)體的四個頂角上，構(gòu)成兩組電刷，呈對角線分布的電刷構(gòu)成一組，其中一組電刷的一個與電阻環(huán)II上的一個導(dǎo)電條連接，該組電刷的另一個與電阻環(huán)II上的一個導(dǎo)電條相對應(yīng)的一端電阻膜連接；上集電環(huán)(31)體為中間開有通孔的正方體薄板狀，通孔的尺寸與軸(30)直徑較大的圓柱的外徑相一致，電刷分布在上集電環(huán)(31)體的兩個頂角上，呈對角線分布的電刷構(gòu)成一組，與電阻環(huán)I (7)上的導(dǎo)電條相對應(yīng)； 連接套(29)為圓筒狀，在其外側(cè)中部設(shè)有均布的四個凸塊，沿連接套(29)軸(30)向在凸塊中部開有通孔，用于安裝固定上、下集電環(huán)(32)的螺釘，連接套(29)的材料為2A12鋁合金，連接套(29 )通過螺釘固定連接上下集電環(huán)(32 )，連接套(29 )通過螺釘固定在軸(30 )上； 圓柱銷(28 )安裝在軸(30 )上的圓柱銷(28 )孔內(nèi)；圓柱銷(28 )與安裝在下蓋板(3 )上的銷釘共同起到限位作用實現(xiàn)位移傳感器的機械行程要求； 上蓋板(2)為圓盤狀，在其底部中部開有盲孔，用于安裝套裝在軸(30)頂部的支撐軸承，其頂端有一圓形出線孔，用于引出傳感器的內(nèi)部導(dǎo)線； 下蓋板(3)為圓盤狀，在其中部開有通孔，用于安裝軸(30)，在其上部中心處開有凹槽，用于安裝套裝在軸(30 )下部外側(cè)支撐軸承，其接口尺寸由伺服系統(tǒng)提供，用于安裝在作動器上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種串并聯(lián)三冗余角位移傳感器，其特征在于:所述的軸(30)的材料為2Crl3不銹鋼；集電環(huán)材料為雙面的覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板，圓柱銷(28)材料為2Crl3不銹鋼，上蓋板(2)的材料為2A12鋁合金；下蓋板(3)的材料為2A12鋁合金。
【文檔編號】G01B7/02GK104279943SQ201310292002
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】李丹佳, 蔣曉彤, 李文璋, 郭鵬, 王彥奎 申請人:北京精密機電控制設(shè)備研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院