CN106871852A - 一种具有力矩输出的角度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有力矩输出的角度传感器，包括定子组件和转子；定子组件与转子之间通过轴承转动连接；所述定子组件包括上壳体和上壳体，以及定安装在上壳体与下壳体构成的腔体内部的角度传感器本体、电机以及用于实时监测控制电机的扭矩大小和方向的电子控制电路板；所述转子包括有旋转轴，设于旋转轴上端用于与电机传动连接的传动齿轮组，以及设于旋转轴下端用于连接被测物体旋转部件的法兰盘；所述旋转轴上端面上设有与所述角度传感器本体对应的角度传感器检测部件。与现有技术相比，该角度传感器在检测被测物体旋转角度参数时，实时输出扭矩，并将扭矩大小和方向通过旋转轴传达到被测物体，并具有助力功能、模拟阻尼功能和反馈外力功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种角度传感器，特别是一种具有力矩输出的角度传感器。
背景技术
角度传感器是用于测量转角和角位移的传感器，广泛应用于机器人、电子、娱乐和工业等现代工业生产尤其是自动化生产过程中，以监视和控制生产过程中的一些特定参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。现有的角度传感器模块，由壳体，凸起的输出轴和内部的检测电路构成，角度检测电路和壳体固连，输出轴和模块的其他部分可以发生相对转动。使用时，将输出轴与被测物体的旋转部件固连，壳体固定不动，旋转部件旋转时，带动输出轴旋转，通过内部的检测电路检测角度参数，虽然集成度高，但无力矩输出功能，需额外的传动结构和驱动电路辅助。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种具有力矩输出的角度传感器，旋转轴具有角度检测和力矩输出两种功能，在检测被测物体旋转角度参数的同时，可以实时输出扭矩，将扭矩大小和方向通过旋转轴传达到被测物体。
本发明采用的技术方案为：
一种具有力矩输出的角度传感器，包括有定子组件和转子；定子组件与转子之间通过轴承转动连接；定子组件包括上壳体和上壳体，以及定安装在上壳体与下壳体构成的腔体内部的角度传感器本体、电机以及用于实时监测控制电机的扭矩大小和方向的电子控制电路板；转子包括有旋转轴，设于旋转轴上端用于与电机传动连接的传动齿轮组，以及设于旋转轴下端用于连接被测物体旋转部件的法兰盘；旋转轴上端面上设有与角度传感器本体对应的角度传感器检测部件。
优选地，电机的输出轴上设有主动齿轮，传动齿轮组为从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合。
优选地，旋转轴、传动齿轮组和法兰盘为一体形成。
优选地，电子控制电路板采用锁紧螺丝固定在上壳体内。
优选地，上壳体与下壳体采用外壳螺丝相对固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供一种具有力矩输出的角度传感器，在检测被测物体旋转角度参数的同时，可以实时输出扭矩，将扭矩大小和方向通过旋转轴传达到被测物体，具有助力功能、模拟阻尼功能和反馈外力功能，并且采用法兰与被测物体连接，能承受较大外部负载；整个角度传感器模块化程度高、集成化程度高，体积减小，方便安装和使用。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有力矩输出的角度传感器的剖视图。
具体实施方式
根据附图对本发明提供的优选实施方式做具体说明。
图1，为本发明提供的一种具有力矩输出的角度传感器的优选实施方式。如图1所示，该具有力矩输出的角度传感器包括有定子组件10和转子20；定子组件10与转子20之间通过轴承转动连接；所述定子组件10包括上壳体11、下壳体12、定安装在上壳体11与下壳体12构成的腔体内部的角度传感器本体13、电机14以及用于实时监测控制电机14的扭矩大小和方向的电子控制电路板15；所述转子20包括有旋转轴21，设于旋转轴21上端用于与电机14传动连接的传动齿轮组22，以及设于旋转轴21下端用于连接被测物体旋转部件的法兰盘23；所述旋转轴21上端面上设有与所述角度传感器本体13对应的角度传感器检测部件24；在需要检测被测物体时，将被测物体上的旋转部件与法兰盘23的固定连接，给电子控制电路板15通电，通过电子控制电路板15内部的控制程序实时控制电机14的扭矩大小和方向，并通过传动齿轮组22传递给旋转轴21，同时利用角度传感器本体13和角度传感器检测部件24实际采集旋转轴21的角度参数，并通过特定接口和通信协议实时和外部设备进行数据交流。
电机14的输出轴上设有主动齿轮141，传动齿轮组22为从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮设置在旋转轴21的上端，通过从动齿轮向旋转轴21传递电机的扭矩大小和方向。
旋转轴21、传动齿轮组22和法兰盘23为一体形成，在被测物体的旋转部件与法兰盘23固定连接后，被测物体的旋转部件带动法兰盘23旋转，这样旋转轴21、传动齿轮组22与法兰盘23同步旋转。电子控制电路板15采用锁紧螺丝固定在上壳体11内，角度传感器本体13固定在电子控制电路板15上；上壳体11与下壳体12采用外壳螺丝相对固定。
本发明具有助力功能、模拟阻尼功能和反馈外力功能；当需要实现助力功能时，电子控制电路板15为电机14提供正向电流，电机14辅助被测物体的旋转部件旋转；当需要实现模拟阻尼功能时，电子控制电路板15为电机14提供反向电流，电机14对被测物体的旋转部件施加反向阻力。由电子控制电路板15检测电机14电流变化，结合角度传感器本体13信号实现反馈外力功能。
在检测被测物体时，采用法兰盘23与被测物体连接，能承受较大外部负载；整个角度传感器模块化程度高、集成化程度高，体积减小，方便安装和使用。
综上所述，本发明的技术方案可以充分有效的实现上述发明目的，且本发明的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，能达到预期的功效及目的，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对发明的实施例做出多种变更或修改。因此，本发明包括一切在专利申请范围中所提到范围内的所有替换内容，任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。
Claims (5)
1.一种具有力矩输出的角度传感器，其特征在于，包括有定子组件和转子；定子组件与转子之间通过轴承转动连接；所述定子组件包括上壳体和上壳体，以及定安装在上壳体与下壳体构成的腔体内部的角度传感器本体、电机以及用于实时监测控制电机的扭矩大小和方向的电子控制电路板；所述转子包括有旋转轴，设于旋转轴上端用于与电机传动连接的传动齿轮组，以及设于旋转轴下端用于连接被测物体旋转部件的法兰盘；所述旋转轴上端面上设有与所述角度传感器本体对应的角度传感器检测部件。
2.根据权利要求1所述的具有力矩输出的角度传感器，其特征在于：电机的输出轴上设有主动齿轮，传动齿轮组为从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合。
3.根据权利要求1所述的具有力矩输出的角度传感器，其特征在于：旋转轴、传动齿轮组和法兰盘为一体形成。
4.根据权利要求1所述的具有力矩输出的角度传感器，其特征在于：电子控制电路板采用锁紧螺丝固定在上壳体内。
5.根据权利要求1所述的具有力矩输出的角度传感器，其特征在于：上壳体与下壳体采用外壳螺丝相对固定。
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