[发明专利]一种用于旋转机构的零位传感器

说明书

本发明涉及一种用于旋转机构的零位传感器，包括零位传感器转子检测盘和零位传感器定子组件，零位传感器转子检测盘装在产品的转动件上与转动件同轴转动，零位传感器定子组件装在产品的不动件上，与不动件同轴安装；零位传感器定子组件包括零位传感器定子安装支架、+X位光电组件定子部件、+Y位光电组件定子部件、‑X位光电组件定子部件和‑Y位光电组件定子部件，将+X位光电组件定子部件、+Y位光电组件定子部件、‑X位光电组件定子部件、‑Y位光电组件定子部件依次按逆时针方向固定在零位传感器定子安装支架上，每个部件间隔90度机械角。本发明可补偿旋转部件相对于转轴在各个方向产生平动时带来的误差，并能防止传感器在运动中受损。

技术领域

本发明涉及一种用于旋转机构的零位传感器，用于被检测转动件与不动件间有较大相对平动和摆动情况下的零位。

背景技术

磁悬浮旋转扫描拼接成像的遥感卫星可实现超幅宽高分成像。磁悬浮旋转关节实现平台舱与载荷舱连接，为相机提供高精密支撑和转动控制，通过检测旋转关节的零点位置，为相机光轴提供高精度指向测量。零位传感器用于提供载荷舱与平台舱达到0度转角时的信息，当载荷舱与平台舱处于0度转角时，发送达到0度的时间信息(星时)给控制分系统，要求0度位置测量误差不大于9”，需要在关节内设定高精度的零位传感器。

目前常用于检测无接触多圈旋转的位置检测器有旋转变压器、磁编码器、光电编码器。旋转变压器结构牢固、具有很强的环境适应能力和抗震能力，并且能直接给出转子的零点位置信号，且精度能满足一般的检测要求，但在悬浮关节工作时，大间隙的定、转子相对位置变化会引起旋变位置解调精度的降低，难以满足高精度的指向要求。常用的磁编码器为霍尔传感器，霍尔传感器可分为线性霍尔传感器和开关霍尔传感器，定、转子间相对位移引起的磁场强度的变化会对线性霍尔传感器精度带来较大的误差，且其误差难以补偿；开关式霍尔传感器的精度较低不能满足要求。光电编码器具有很高的精度，从几百线/周到几万线/周，而且在低速运行情况下仍然有很高的分辨率，但在有定、转子间有相对位移的情况下，光电编码器不仅难以满足解调精度，而且极有可能接收不到正常的光电信号，且玻璃质地的光电码盘的适应环境能力差，可靠性不高，在冲击和震动下容易损坏。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于旋转机构的零位传感器，补偿旋转部件相对于转轴在各个方向产生平动时带来的误差，并能防止传感器在运动中受损。

本发明解决技术的方案是：

一种用于旋转机构的零位传感器，包括零位传感器转子检测盘和零位传感器定子组件，零位传感器转子检测盘装在产品的转动件上与转动件同轴转动，零位传感器定子组件装在产品的不动件上，与不动件同轴安装；

零位传感器定子组件包括零位传感器定子安装支架、+X位光电组件定子部件、+Y位光电组件定子部件、-X位光电组件定子部件和-Y位光电组件定子部件，将+X位光电组件定子部件、+Y位光电组件定子部件、-X位光电组件定子部件、-Y位光电组件定子部件依次按逆时针方向固定在零位传感器定子安装支架上，每个部件间隔90度机械角；

+X位光电组件定子部件、+Y位光电组件定子部件、-X位光电组件定子部件和-Y位光电组件定子部件均包括光敏组件、发光组件、发光挡板和光电组件支架，将光敏组件装在光电组件支架上梁臂上端面处，使其光敏敏感方向朝向下臂梁；将发光组件装在光电组件支架下臂梁下端面处，使其发光方向朝向上臂梁；将发光挡板装在光电组件支架的下臂梁上端；光敏组件、发光组件、发光挡板的安装位置靠近光电组件支架根部；发光组件发出的光垂直到对应的光敏组件上，形成一条光路，发光挡板上开有长方形的通光狭缝，作为静光栏；转子检测盘上的四个通光孔为动光栏狭缝式设计。

进一步的，零位传感器转子检测盘的4个通光孔和+X位、+Y位、-X位、-Y位的4组光电组件定子部件布置在不同直径下，且将转子检测盘开的通光孔与定子传感器位置相同，保证不同光路的同时输出以及传感器之间不出现光路重叠。