专利名称：一种角度位移传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器，特别涉及一种角度传感器，具有可以在环
境恶劣的条件下使用的性能，而且寿命可以达到iooo万次以上。
背景技术：
随着劳动力成本的越来越高，企业的生产设备越来越趋向智能化方 向发展，角度位移传感器是自动化控制中一个比较重要的部件，已经被 越来越被广泛地应用。特别是对于工作环境恶劣的应用，有很大意义。
可是目前的角度位移传感器制作比较粗糙，结构比较简单，难以达 到恶劣环境的要求，比如使用在振动比较厉害的设备上，传感器在实用 了一段时间后，就会出现信号不稳定的现象，因为设备抖动的厉害，对 传感器内部电路连接造成严重影响，所以会出现信号不稳定。同时一般
的角度位移传感器寿命即使不使用在恶劣的环境下也很难以达到1000
万次以上，由于其寿命比较短暂，相对的维修成本、调试成本和由此而 带来的停工成本非常高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种新 型的传感器，利用本实用新型的传感器即使在环境恶劣的条件下使用，
寿命可以也达到iooo万次以上。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下
角度位移传感器，包括传感器外壳、传感器端盖、转轴和基片，所 述的传感器外壳为一端带底的圆筒形，传感器端盖为圆环形，所述传感 器端盖用螺纹固定于传感器外壳的敞口一端，所述的传感器外壳的侧壁
上开有电路连接孔；
4所述电路连接孔内设置有电路连接端子，该电路连接端子上两边各 设有三个连接内外的金属片，每个伸入到传感器外壳内侧部分的金属片 开有电路内部连接孔，每个伸入到传感器外壳外侧部分的金属片开有电
路外部连接孔，三个电路外部连接孔分别连通5V电源、向上级输出信号 和接地；
所述的传感器外壳底部设有与其同轴心的转轴固定孔，对应的传感 器端盖的中部设有与其同轴心的轴承固定槽，传感器外壳上也设有与转 轴固定孔同轴心的轴承固定槽，每个轴承固定槽均固定有一个轴承；
所述的转轴上设有电刷固定柱，电刷通过电刷固定孔与所述的电刷 固定柱连接，所述的转轴穿设有基片，基片上设有电阻导轨以及与电阻 导轨连接的三个注铜端子，三个注铜端子分别接触于三个所述的电路内 部连接孔中，所述的电刷与基片上的电阻导轨可移动地接触，所述转轴 的一端穿过传感器外壳中嵌设的轴承，另一端伸入到传感器端盖上的轴 承中。
上述传感器外壳内设有轴承，轴承内设有传感器转轴，所述轴承一 方面起到将转轴更加精密地固定在传感器外壳的作用，另一方面可以让 转轴和传感器外壳的摩擦力很小，传感器转轴在传感器外壳上转动更加 自如。以前传感器没有设置这个轴承，因此传感器转轴和传感器外壳之 间的空隙比较大，在高强度抖动的环境下工作还会扩大所述空隙，所以 以前角度位移传感器寿命比较短暂。
上述基片上设有3个注铜端子，分别和电阻导轨的相应端连接，上 述注铜端子上设有铍青铜材质的防断路弹簧，防断路弹簧和注铜端子紧 密连接，3个注铜端子顶端和电路连接端子的3个内部电路连接孔分别 对应连接。通常传感器没有上述防断路弹簧，直接通过注铜端子和内部 电路连接孔连接，这种连接不好两点， 一是在高强度抖动的环境下这个 内部电路连接孔会变得越来越大，最后会出现信号不稳或者没有信号的 现象，二是注铜端子和内部电路连接孔的尺寸要非常精确，这样做的成 本当然很高，不利于大规模生产。通过在注铜端子上设置一个防断路弹 簧便解决以上两个问题，而且装配也比较简单。
上述传感器转轴上设有电刷，电刷触头和角度位移传感器基片上的电阻导轨连接，在动力带动下，传感器转轴旋转，传感器转轴上的电刷 在电阻导轨上移动，电路的电阻就会发生相应变化，电路的电压随着电 阻的变化而呈现出线性变化，这个线性变化的电压信号被自动化控制的 上位机接收，从而发出相应的指令。
作为优选，传感器基片上的注铜端子上设有防断路弹簧，防断路弹 簧会让注铜端子和内部电路连接孔在恶劣环境的工作条件下保持良好的 连接，不会出现信号不稳或者没有信号的现象。
作为优选，传感器基片上的电阻导轨为碳膜，因为碳膜具有良好的 耐磨性，而且碳膜在电刷的作用下会有自润滑作用。
作为优选，传感器基片上的电阻导轨由多层高分子导电塑料制成， 高分子导电塑料有非常好的耐磨性能，而且线性优良。
作为优选，传感器基片上的电阻导轨可以进行修刻的工艺，使得传 感器的线性精度更高。
作为优选，传感器电刷可采用爪形电刷，爪形电刷和基片表面有个 待磨区，所述待磨区厚度大约是电刷本身厚度5倍，因此寿命大大提高， 而且爪形电刷和基片电阻导轨的接触面积相对比较小，输出的信号就更 准确。
作为优选，所述传感器外壳和传感器端盖的连接方式采用螺纹连接， 这种连接方式在防护等级要求不高的条件下，有装配速度快的优点。
作为优选，所述传感器转轴上设有一个卡簧槽，并在卡簧槽上设有 卡簧，所述卡簧有固定转轴的作用。
作为优选，传感器的安装方式为镶嵌的安装方式，传感器外壳设有 镶嵌槽，这种安装方式优点是安装紧密，而且牢固。
作为优选，传感器的安装方式为压板安装，传感器外壳设有压板槽， 这种安装方式的好处是安装便捷。
本实用新型较现有技术具有如下突出优点
本实用新型由于改进轴承的连接结构，把内部电路和外部电路由接 触式连接方式改为接触式连接加上防断路连接，和现有的技术相比，减 小了转轴和外壳的摩擦系数，使得转轴在传感器内部旋转更加稳定，提 高了角度位移传感器的寿命，同时解决了角度位移传感器在高强度工作环境下长时间工作输出信号输出不稳定的问题。

图1是本实用新型实施例角度位移传感器的立体结构示意图。
图2是本实用新型实施例中外壳的主视图。
图3是本实用新型实施例中外壳的剖视图。
图4是本实用新型实施例中外壳的侧视图。
图5是本实用新型实施例中端盖的立体示意图。
图6是本实用新型实施例中电路连接端子的主视图。
图7是本实用新型实施例中基片的主视图。
图8是本实用新型实施例中基片的侧视图。
图9是本实用新型实施例中基片的后视图。
图IO是本实用新型实施例中防断路弹簧的主视图。
图11是本实用新型实施例中基片安装防断路弹簧后的的结构示意图。
图12是本实用新型实施例中轴承的主视图。
图13是本实用新型实施例中转轴立体结构示意图。
图14是本实用新型实施例中转轴俯视图。
图15是本实用新型实施例中电刷结构示意图。
具体实施方式
如图l所示，为本实用新型角度位移传感器一实施例的立体结构示 意图，结合图2-15，该角度位移传感器主要包括传感器外壳l、传感器 端盖5、转轴16和基片10。传感器外壳1为一端带底的圆筒形，传感器 端盖5为圆环形，传感器端盖5用螺纹固定于传感器外壳1的敞口一端， 传感器外壳1的侧壁上开有电路连接孔2。
电路连接孔2内设置有电路连接端子8，该电路连接端子8上两边 各设有三个连接内外的金属片，每个伸入到传感器外壳l内侧部分的金 属片开有电路内部连接孔9，每个伸入到传感器外壳1外侧部分的金属 片开有电路外部连接孔7，三个电路外部连接孔7分别连通5V电源、向上级输出信号和接地。
传感器外壳1底部设有与其同轴心的转轴固定孔4，对应的传感器 端盖5的中部设有与其同轴心的轴承固定槽6，传感器外壳1上也设有 与转轴固定孔4同轴心的轴承固定槽6，每个轴承固定槽6均固定有一 个轴承14。靠近端盖5的轴承14和传感器外壳1的轴承固定孔3所固 定的轴承14共同确保传感器转轴16低扭矩旋转，同时也保证了角度位 移传感器在高度抖动的工作环境下稳定旋转，提高了传感器的寿命。
转轴16上设有电刷固定柱15，电刷20通过电刷固定孔19与电刷 固定柱15连接，电刷固定孔19与电刷固定柱15通过超声波焊接连接在 一起，转轴16穿设有基片10，基片10上设有电阻导轨11以及与电阻 导轨11连接的三个注铜端子12，三个注铜端子12分别接触于三个电路 内部连接孔9中，即可以分别与电阻导轨相应的电路连接，电刷20与基 片10上的电阻导轨11可移动地接触，转轴16的一端穿过传感器外壳1 中嵌设的轴承14，另一端伸入到传感器端盖5上的轴承14中。
注铜端子12上套设有防断路弹簧13，防断路弹簧13的一端接触于 基片10，另一端在防断路弹簧13弹力的作用下始终接触于内部电路连 接孔9，这样可以防止因为抖动导致注铜端子12和电路内部连接孔9的 接触式连接断路现象发生。转轴16上还设有卡簧槽17，卡簧槽17内固 定有卡簧21，以固定传感器转轴16。基片10上的电阻导轨11在本实施 例中为碳膜。电刷20和基片10的表面设有待磨区，待磨区的厚度为电 刷20厚度的5倍，同时，电刷20为爪形电刷，因为爪形电刷和基片电 阻导轨的接触面积相对比较小，输出的信号就更加准确。
本实用新型通过电路外部连接孔7和外部电路连接，形成一个完整 的电路，在动力的带动下，传感器转轴16带动电刷20在电阻导轨11 上平滑滑动，电路的电阻相应发生变化，电压随着电阻也发生线性变化， 输出的电压信号被上位机采集，上位级根据具体情况做出相应的判断， 或者发出相应命令。
权利要求1.一种角度位移传感器，包括传感器外壳(1)、传感器端盖(5)、转轴(16)和基片(10)，其特征在于，所述的传感器外壳(1)为一端带底的圆筒形，传感器端盖(5)为圆环形，所述传感器端盖(5)用螺纹固定于传感器外壳(1)的敞口一端，所述的传感器外壳(1)的侧壁上开有电路连接孔(2)；所述电路连接孔(2)内设置有电路连接端子(8)，该电路连接端子(8)上两边各设有三个连接内外的金属片，每个伸入到传感器外壳(1)内侧部分的金属片开有电路内部连接孔(9)，每个伸入到传感器外壳(1)外侧部分的金属片开有电路外部连接孔(7)，三个电路外部连接孔(7)分别连通5V电源、向上级输出信号和接地；所述的传感器外壳(1)底部设有与其同轴心的转轴固定孔(4)，对应的传感器端盖(5)的中部设有与其同轴心的轴承固定槽(6)，传感器外壳(1)上也设有与转轴固定孔(4)同轴心的轴承固定槽(6)，每个轴承固定槽(6)均固定有一个轴承(14)；所述的转轴(16)上设有电刷固定柱(15)，电刷(20)通过电刷固定孔(19)与所述的电刷固定柱(15)连接，所述的转轴(16)穿设有基片(10)，基片(10)上设有电阻导轨(11)以及与电阻导轨(11)连接的三个注铜端子(12)，三个注铜端子(12)分别接触于三个所述的电路内部连接孔(9)中，所述的电刷(20)与基片(10)上的电阻导轨(11)可移动地接触，所述转轴(16)的一端穿过传感器外壳(1)中嵌设的轴承(14)，另一端伸入到传感器端盖(5)上的轴承(14)中。
2. 根据权利要求1所述的一种角度位移传感器，其特征在于，所述 的注铜端子(12)上套设有防断路弹簧(13)，防断路弹簧(13)的一端 接触于所述的基片(10)，另一端始终接触于内部电路连接孔(9)。
3. 根据权利要求1或2所述的一种角度位移传感器，其特征在于， 所述的转轴(16)上还设有卡簧槽(17)，所述的卡簧槽(17)内固定有 卡簧(21)。
4. 根据权利要求1所述的一种角度位移传感器，其特征在于，所述的基片(10)上的电阻导轨(11)为碳膜或多层导电塑料。
5. 根据权利要求1所述的一种角度位移传感器，其特征在于，所述 电刷(20)和基片(10)的表面设有待磨区，所述待磨区的厚度为电刷 厚度的5倍。
6. 根据权利要求1或5所述的一种角度位移传感器，其特征在于， 所述的电刷(20)为爪形电刷。
专利摘要本实用新型涉及传感器，特别涉及一种具有可以在环境恶劣的条件下使用，而且寿命可以达到1000万次以上的角度传感器。本实用新型角度位移传感器包括传感器外壳，和外壳相连接的端盖，传感器外壳内设有轴承，轴承内设有传感器转轴，所述轴承一方面起到将转轴更加精密地固定在传感器外壳的作用，另一方面可以让转轴和传感器外壳的摩擦力很小，传感器转轴在传感器外壳上转动更加自如。本实用新型由于改进轴承的连接结构，使得转轴在传感器内部旋转更加稳定，提高了角度位移传感器的寿命，同时解决了角度位移传感器在高强度工作环境下长时间工作输出信号输出不稳定的问题。
文档编号G01D5/165GK201348510SQ20092006737
公开日2009年11月18日 申请日期2009年1月23日 优先权日2009年1月23日
发明者宇 白 申请人:上海沃巴弗电子科技有限公司