[发明专利]计数脉冲角位移传感器及其工作方法

权利要求书

1.计数脉冲角位移传感器，包括壳体、端盖、转轴、集流环、集流臂、电枢、固定安装在壳体上的环形电阻码盘和固定安装在壳体内侧壁上的滑丝，其特征在于：

所述电阻码盘表面的外边缘设有与电阻码盘同圆心的脉冲发生齿栅环，脉冲发生齿栅环的轮齿和齿槽均匀分布；电阻码盘表面的内边缘设有与电阻码盘同圆心的中导环；

转轴的两端分别安装在壳体和端盖的中间，转轴的中部安装有集流环和集流臂；

集流环上串联安装有单极电刷和滑环，单极电刷与电阻码盘表面的脉冲发生齿栅环的轮齿接触，滑环和固定在壳体上的滑丝接触；

集流臂上安装有U型组合电刷，U型组合电刷的开口两端分别跨接于电阻码盘表面的脉冲发生齿栅环的轮齿和中导环上；

电枢通过三根导线分别连接滑丝和电阻码盘表面的脉冲发生齿栅环、中导环；

U型组合电刷和单极电刷在脉冲发生齿栅环上的接触点保持非整数倍齿距弧度的角度差。

2.如权利要求1所述的计数脉冲角位移传感器，其特征在于，所述U型组合电刷和单极电刷采用钯铱合金材料。

3.如权利要求1所述的计数脉冲角位移传感器，其特征在于，所述脉冲发生齿栅环的轮齿和齿槽宽度相同。

4.如权利要求1所述的计数脉冲角位移传感器，其特征在于，所述U型组合电刷和单极电刷在脉冲发生齿栅环上的接触点保持整数倍齿距弧度加1/4倍齿距弧度的角度差。

5.如权利要求1所述的计数脉冲角位移传感器，其特征在于，所述转轴通过轴承和外壳及端盖活动连接。

6.如权利要求1所述的计数脉冲角位移传感器，其特征在于，所述端盖上设有三个按120º均布的安装孔。

7.如权利要求1-6任一所述计数脉冲角位移传感器的工作方法，其步骤为：

（1）单极电刷与U型组合电刷之间为非整数倍齿距弧度差安装；

（2）计数脉冲角位移传感器逆时针转时，执行步骤（3）-（6）；

（3）当U型组合电刷处在脉冲发生齿栅环轮齿前缘时，单极电刷在对应的轮齿的中间位置，此时集流环输出低电平信号，集流臂输出高电平信号；

（4）当U型组合电刷滑至脉冲发生齿栅环轮齿中间位置时，单极电刷跟随至对应的轮齿的后缘，此时集流环和集流臂均输出高电平信号；

（5）当U型组合电刷滑至脉冲发生齿栅环轮齿后缘时，单极电刷跟随至在对应的齿槽的中间位置，此时集流环输出高电平信号，集流臂输出低电平信号；

（6）当U型组合电刷滑至齿槽的中间位置时，单极电刷跟随至在对应的轮齿的前缘，此时集流环输出低电平信号，集流臂输出低电平信号；

（7）计数脉冲角位移传感器顺时针转时，执行步骤（8）-（11）；

（8）当单极电刷处在脉冲发生齿栅环轮齿前缘时，U型组合电刷在对应的轮齿的中间位置，此时集流臂输出低电平信号，集流环输出高电平信号；

（9）当单极电刷滑至脉冲发生齿栅轮齿中间位置时，U型组合电刷跟随至对应的轮齿后缘，此时集流臂和集流环均输出高电平信号；

（10）当单极电刷滑至脉冲发生齿栅环轮齿后缘时，U型组合电刷跟随至在对应的齿槽的中间位置，此时集流臂输出高电平信号，集流环输出低电平信号；

（11）当单极电刷滑至齿槽的中间位置时，U型组合电刷跟随至对应的轮齿的前缘，此时集流臂输出低电平信号，集流环输出低电平信号；

（12）电枢以集流环和集流臂都从输出高电平信号到输出低电平间隔时间为重复周期计数，除以脉冲发生齿栅环的轮齿数，发出计数信号；电枢以集流环和集流臂都输出高电平信号，或者都输出低电平信号为计数起点，根据随后集流环和集流臂电信号出现的先后顺序，发出旋转方向信号。

8.如权利要求7所述计数脉冲角位移传感器的工作方法，其特征在于，步骤（1）中，单极电刷落后或者超前于U型组合电刷整数倍齿距弧度加1/4倍齿距弧度的间距安装。