[实用新型]用于角度及角位移传感器的时空转换装置

说明书

本实用新型属于一种用于角度及角位移传感器的时空转换装置。    

角度及角位移传感器是传感技术中的一个重要组成部分，其应用领域极为广泛。现有技术中，做为角度及角位移传感器中的高精度传感器当属光电编码盘。但其存在着制造难度大、外形尺寸大、体积笨重和价格昂贵的问题。另外由于受结构和制造因素的限制，使其所能达到的分辨率约为0.1″，而在一些高精加工中，急需精度更高的角度及角位移传感技术。

本实用新型的任务是提供一种用于角度及角位移传感器的，高精度、结构简单且成本低的时空转换装置。

本实用新型的任务是通过如下方案实现的：用于角度及角位移传感器的时空转换装置包括输入轴(1)、上盖(3)、转盘(5)、固定臂(18)、惯性盘(6)、转轴(8)和下盖(7)；输入轴(1)通过轴承(24)安装在上盖(3)上，转轴(8)通过轴承(1 4)安装在下盖(7)上，输入轴(1)和转轴(8)位于同一旋转轴线上；输入轴(1)的下端安装转盘(5)，其上设有滑环(4)和光电传感器(16)，光电传感器(16)的信号线与滑环(4)相连接，滑环(4)与设在上盖(3)上的电刷(21)相接触；固定臂(18)夹固安装在上盖(3)和下盖(7)之间，且位于惯性盘(6)的上方，固定臂(18)上设有光电传感器(17)；转轴(8)的上端安装惯性盘(6)，其上面设有标记(15)；转轴(8)的下端与一个恒转速动力源相联接。

本实用新型的优点是将空间量的测量转化为时间量的处理，从而实现角度及角位移的高精度测量；另外本实用新型的结构简单、成本低，制造容易。

图1结构原理图图；

图2结构原理图俯视图。

实施例：

如图1、2所示，用于角度及角位移传感器的时空转换装置包括输入轴(1)、上盖(3)、转盘(5)、固定臂(18)、惯性盘(6)、转轴(8)和下盖(7)。输入轴(1)通过轴承(24)安装在上盖(3)上，输入轴(1)的上端设有定位环(2)，以此保证转盘(5)和惯性盘(6)的轴向间隙，转轴(8)通过轴承(14)安装在下盖(7)上。在加工和安装上保证输入轴(1)和转轴(8)位于同一旋转轴线上。上盖(3)上设有绝缘垫(23)，其内设置电极(22)，电极(22)的内端与电刷(21)连接，电极(22)的外端与信号线(19)连接。输入轴(1)的下端安装转盘(5)，转盘(5)采用有机玻璃制造，其上设有滑环(4)和光电传感器(16)，光电传感器(16)的信号线与滑环(4)相连接，滑环(4)与设在上盖(3)上的电刷(21)相接触。固定臂(18)采用绝缘材料制成，夹固安装在上盖(3)和下盖(7)之间，且位于惯性盘(6)的上方，固定臂(18)上设有光电传感器(17)，信号线(19)通过设在上盖(3)上的绝缘垫(20)引出。转轴(8)的上端安装惯性盘(6)，其上面设有标记(15)。惯性盘(6)上的标记(15)是条形的，且在惯性盘(6)上径向固定。转轴(8)的下端与一个恒转速动力源相联接。恒转速动力源包括恒速电机(10)和减速器(11)。恒速电机(10)由电缆(9)供电，恒速电机(10)驱动减速器(11)工作，减速器(11)的输出轴(12)通过联轴器(13)与转轴(8)联接。

在工作时，恒速电机(10)驱动减速器(11)，从而带动惯性盘(6)做匀速转动，惯性盘(6)上的条形标记(15)随之匀速转动。当标记(15)经过光电传感器(17)时，将得到一列均匀的时间脉冲S1、S2、S3、……Sm；同理在标记(15)经过光电传感器(16)时，也将得到一列均匀的时间脉冲M1、M2、M3、……Mn。此时如给定输入轴(1)一个转角θp，有机玻璃转盘(5)将带动其上的光电传感器(16)相对固定不动的光电传感器(17)转过同样的空间角θp，则两列均匀的时序脉冲Sm和Mn之间将存在相位差θt。在测量时，通过信号线(19)将两列均匀的时序脉冲信号Sm和Mn引出，并利用计算机对其相位差θt进行高精度时间编码和计算，即可得到转角θp的值，从而实现了空间角或角位移θp到时间相位差θt的转换。