CN114614611A - 角位移传感器敏感组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种角位移传感器敏感组件，包括：防护壳，具有第一轴向通孔，第一轴向通孔内设置有定子绕组；底盖，设置在第一轴向通孔的一端并与定子绕组抵接，底盖设置有第二轴向通孔，第二轴向通孔与第一轴向通孔同轴，在第二轴向通孔的外周间隔设置有用于容纳定子绕组线圈的环形容纳空间；转轴组件，穿设在第一轴向通孔和第二轴向通孔中，转轴组件的中部外周套设有转子铁芯，转子铁芯位于定子绕组的内侧，且转子铁芯能够随转轴组件一起相对于定子绕组转动。通过在底盖上设置内陷式的第二轴向通孔，可以最大限度地缩减整个角位移传感器敏感组件的轴向长度，实现了微型化设计。并且底盖能够间接实现防护壳与转轴组件的同轴。

Description

角位移传感器敏感组件
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种角位移传感器敏感组件。
背景技术
随着飞机上机械传动系统越来越多地被电控系统所取代，旋转变压器式角位移传感器在飞机系统中的应用也越来越广泛。它们为飞行控制系统提供了精确的角度位置信息。
由于单余度角位移传感器的传动可靠性比较低，为提高系统的可靠性，电控系统必然采用多余度传感器设计。然而，常用多余度角位移传感器机械结构存在体积大，质量重问题，在飞机上的使用非常受限。并且多余度角位移传感器的性能除需满足单通道角位移传感器高精度、高可靠性的要求，同时也需满足余度间性能一致性的调节要求，这些都对多余度角位移传感器核心敏感组件的机械结构设计提出了更高的要求。因此，需要设计一种结构紧凑、重量轻、精度高、便于实现传感器各通道之间一致性调节的角位移传感器核心敏感组件。
发明内容
有鉴于此，本说明书实施例提供一种角位移传感器敏感组件，以达到提高部件之间一致性的目的。
本说明书实施例提供以下技术方案：一种角位移传感器敏感组件，包括：防护壳，具有第一轴向通孔，第一轴向通孔内设置有定子绕组；底盖，设置在第一轴向通孔的一端并与定子绕组抵接，底盖设置有内陷式的第二轴向通孔，第二轴向通孔与第一轴向通孔同轴，在第二轴向通孔的外周间隔设置有用于容纳定子绕组线圈的环形容纳空间；转轴组件，穿设在第一轴向通孔和第二轴向通孔中，转轴组件的中部外周套设有转子铁芯，转子铁芯位于定子绕组的内侧，且转子铁芯能够随转轴组件一起相对于定子绕组转动。
进一步地，防护壳包括一体成型的大径筒体、连接轴肩和小径筒体，大径筒体的内孔与小径筒体的内孔连通并形成第一轴向通孔。
进一步地，大径筒体的内孔为阶梯孔，定子绕组远离底盖的一侧与阶梯孔的台阶抵接。
进一步地，大径筒体的外壁设置有用于安装角位移传感器核心敏感组件的环形凹槽，环形凹槽设置在大径筒体靠近小径筒体的一端。
进一步地，连接轴肩上设置有护线圈安装孔位，护线圈安装孔位与大径筒体的内孔连通。
进一步地，小径筒体设置有工艺孔与小径筒体的内孔连通。
进一步地，连接轴肩与小径筒体的内孔连接处设置有缩径孔，沿大径筒体朝向小径筒体的方向，缩径孔的直径逐渐减小。
进一步地，大径筒体的外壁设置有锥面，设置在大径筒体远离小径筒体的一端，且沿大径筒体朝向小径筒体的方向，锥面的外径逐渐增大。
进一步地，转轴组件包括：转轴本体，同轴穿设在第一轴向通孔和第二轴向通孔中，转轴本体外周设置有螺纹段，转子铁芯设置在螺纹段的外周；第一轴承，设置在转轴本体的一端并位于第二轴向通孔中；第二轴承，设置在转轴本体的另一端并位于小径筒体的内孔中。
进一步地，转轴本体的外周设置有卡接凸缘，转轴组件还包括衬套，衬套套设在转轴本体的另一端外周并位于第二轴承的内侧，转子铁芯的两侧分别与衬套和卡接凸缘卡接。
进一步地，螺纹段与转子铁芯之间设置有粘结剂层。
进一步地，环形容纳空间的截面形状为U形
与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过在底盖上设置内陷式而非外延式的第二轴向通孔，可以最大限度地缩减整个角位移传感器敏感组件的轴向长度，实现了微型化设计。并且底盖的外圆和第二轴向通孔可以一次性装夹加工，有效保证了两者之间的同轴度，从而间接实现防护壳与转轴组件的同轴。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例中防护壳的结构示意图；
图3是本发明实施例中底盖的结构示意图；
图4是本发明实施例中转轴本体的结构示意图；
图5是本发明实施例中转轴本体与转子铁芯的装配结构示意图。
图中附图标记：1、底盖；11、第一凹槽；12、边缘；13、外圆；14、环形容纳空间；15、喇叭口；16、第二轴向通孔；17、端面；2、第一孔用挡圈；3、第一平垫片；4、第一轴承；5、转轴本体；51、螺纹段；52、轴承配合面；6、转子铁芯；61、连接区域；7、定子绕组；8、防护壳；81、锥面；82、环形凹槽；83、护线圈安装孔位；84、小径筒体的内孔；85、第一凹槽；86、工艺孔；87、缩径孔；88、台阶；89、大径筒体的内孔；9、衬套；10、第二轴承；11、第二孔用挡圈；12、第二平垫片；13、鞍形弹性垫圈；14、护线圈。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种角位移传感器敏感组件，包括防护壳8、底盖1和转轴组件。防护壳8具有第一轴向通孔，第一轴向通孔内设置有定子绕组7；底盖1设置在第一轴向通孔的一端并与定子绕组7抵接，底盖1设置有内陷式的第二轴向通孔16，第二轴向通孔16与第一轴向通孔同轴，在第二轴向通孔16的外周间隔设置有用于容纳定子绕组7线圈的环形容纳空间14；转轴组件穿设在第一轴向通孔和第二轴向通孔16中，转轴组件的中部外周套设有转子铁芯6，转子铁芯6位于定子绕组7的内侧，且转子铁芯6能够随转轴组件一起相对于定子绕组7转动。
在该类角位移传感器的设计中，确保装配后转子铁芯6和定子绕组7的同轴至关重要。通常，转子铁芯6和定子绕组7之间的间隙只有0.1mm左右，并且间隙的大小直接与输出信号的电压幅值相关，一旦两者中心轴之间存在微小的偏离即会引入较大的输出信号偏差，从而导致产品线性度下降。
而本发明实施例通过在底盖1上设置内陷式而非外延式的第二轴向通孔16，可以最大限度地缩减整个角位移传感器敏感组件的轴向长度，实现了微型化设计。并且底盖1的外圆13和第二轴向通孔16可以一次性装夹加工，有效保证了两者之间的同轴度，从而间接实现防护壳8与转轴组件的同轴。
本发明实施例通过底盖1的端面17顶牢定子绕组7，防止其轴向窜动，可以提高整个角位移传感器核心敏感组件的抗振性能。避免常规方式仅在定子绕组7与防护壳8第一轴向通孔之间涂覆粘结剂导致在振动环境下定子绕组7松动的现象，从而提高了产品的可靠性。
同时，底盖1的环形容纳空间14呈“U”型凹槽状，可用于放置定子绕组7的线圈，从而最大限度地利用了防护壳8的内部空间，使得整个敏感组件的结构更加紧凑。
需要说明的是，本发明实施例中的底盖1通过其边缘12与防护壳8激光焊接固定。底盖1设置的喇叭口15，便于转轴组件插入第二轴向通孔16。
本发明实施例中的底盖1的设计不仅有效减小了整个角位移传感器核心敏感组件的体积还同时起到了多层作用。
如图2所示，本发明实施例中的防护壳8包括一体成型的大径筒体、连接轴肩和小径筒体，大径筒体的内孔89与小径筒体的内孔84连通并形成第一轴向通孔。
防护壳8的大径筒体的内孔89与小径筒体的内孔84采用一体化设计，一次性装夹加工，有效保证了两孔之间的同轴度。从而为其内部各零部件的装配提供了同轴基准，有效避免了因转子铁芯6和定子绕组7同轴度差导致输出信号线性度低的问题，大幅提高了产品精度。
大径筒体的内孔89为阶梯孔，定子绕组7远离底盖1的一侧与阶梯孔的台阶88抵接。定子绕组7的另一侧与底盖1抵接，从而能够防止本发明实施例中的定子绕组7发生轴向窜动。
大径筒体的外壁设置有用于安装角位移传感器核心敏感组件的环形凹槽82，环形凹槽82设置在大径筒体靠近小径筒体的一端。
环形凹槽82可用于整个角位移传感器核心敏感组件的安装固定，并省去了加工安装法兰的空间，减小了核心组件的体积。同时环形凹槽82有利于通道一致性的调节，将整个角位移传感器核心敏感组件旋转至任何方位，均可在环形凹槽82上放置一个小压板将其固定。避免了传统防护壳8上固定式安装法兰在不确定地旋转后，无法实现孔位对齐固定。
连接轴肩上设置有护线圈安装孔位83，护线圈安装孔位83与大径筒体的内孔89连通。定子绕组7的信号引出线能够通过设置于防护壳8上的护线圈14。设置护线圈安装孔位83和护线圈14，可有效防止信号输出引线在穿过防护壳8时被损伤。
优选地，小径筒体设置有工艺孔86与小径筒体的内孔84连通。防护壳8上设置的工艺孔86，可用于装配多余度角位移传感器时各通道一致性的调节，该方法简单、快捷。通过在工艺孔86上插上一根销子即可轻便地旋转整个角位移传感器核心敏感组件，从而实现多个敏感组件之间输出特性的一致性调节，达到多个通道之间输出信号的同步。
连接轴肩与小径筒体的内孔84连接处设置有缩径孔87，沿大径筒体朝向小径筒体的方向，缩径孔87的直径逐渐减小。在连接轴肩与小径筒体的内孔84连接处设置有缩径孔87，便于转轴组件插入小径筒体的内孔84。
大径筒体的外壁设置有锥面81，设置在大径筒体远离小径筒体的一端，且沿大径筒体朝向小径筒体的方向，锥面81的外径逐渐增大。在防护壳8的末端设置了锥面81，有利于其在安装过程中插入传感器底座。
如图1所示，转轴组件包括转轴本体5、第一轴承4和第二轴承10。转轴本体5同轴穿设在第一轴向通孔和第二轴向通孔16中，转轴本体5外周设置有螺纹段51，转子铁芯6设置在螺纹段51的外周；第一轴承4设置在转轴本体5的轴承配合面52并位于第二轴向通孔16中；第二轴承10设置在转轴本体5的另一端并位于小径筒体的内孔84中。
整个转轴组件同轴放置于防护壳8内，并使得转子铁芯6的中心截面与定子绕组7的中心截面重合。为防止转子铁芯6在转轴本体5上出现圆周上的转动，导致测试角度错误，在转轴本体5外周设置有螺纹段51。同时在将转子铁芯6插入转轴本体5前在两者的接触的连接区域61涂覆粘结剂层。
转轴本体5上设置的螺纹段51一方面增加了表面的粗糙度，另一方面提高了粘结剂的填充量，从而有效增强了粘结剂的结合力。
转轴本体5的外周设置有卡接凸缘，转轴组件还包括衬套9，衬套9套设在转轴本体5的另一端外周并位于第二轴承10的内侧，转子铁芯的两侧分别与衬套9和卡接凸缘卡接。
在粘结剂粘接的基础上，通过采用衬套9顶牢固定转子铁芯6的方式，使得转子铁芯6在转轴本体5上的固定更加牢靠，避免了转子铁芯6相对转轴本体5圆周转动，导致测试角度错误的现象，本发明实施例中的衬套9与转轴本体5采用激光焊接固定。
需要说明的是，为方便转轴组件穿过定子绕组7，一般使第二轴承10的外径略微小于定子绕组7的内径。这样便于转轴组件在拆装时穿过定子绕组7的内径。
本发明实施例中的辅助件主要包括第一孔用挡圈2、第一平垫片3、第二孔用挡圈11、第二平垫片12和鞍形弹性垫圈13。其中第一孔用挡圈2和第二孔用挡圈11用于将前述转轴组件固定于防护壳8的第一凹槽85和底盖1的第一凹槽11上。第一平垫片3、第二平垫片12和鞍形弹性垫圈13用于消除整个转轴组件与第一孔用挡圈2和第二孔用挡圈11的轴向间隙。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (12)

1.一种角位移传感器敏感组件，其特征在于，包括：
防护壳(8)，具有第一轴向通孔，所述第一轴向通孔内设置有定子绕组(7)；
底盖(1)，设置在所述第一轴向通孔的一端并与定子绕组(7)抵接，底盖(1)设置有内陷式的第二轴向通孔(16)，第二轴向通孔(16)与所述第一轴向通孔同轴，在第二轴向通孔(16)的外周间隔设置有用于容纳定子绕组(7)线圈的环形容纳空间(14)；
转轴组件，穿设在所述第一轴向通孔和第二轴向通孔(16)中，所述转轴组件的中部外周套设有转子铁芯(6)，转子铁芯(6)位于定子绕组(7)的内侧，且转子铁芯(6)能够随所述转轴组件一起相对于定子绕组(7)转动。
2.根据权利要求1所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，防护壳(8)包括一体成型的大径筒体、连接轴肩和小径筒体，所述大径筒体的内孔(89)与所述小径筒体的内孔(84)连通并形成所述第一轴向通孔。
3.根据权利要求2所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，所述大径筒体的内孔(89)为阶梯孔，定子绕组(7)远离底盖(1)的一侧与所述阶梯孔的台阶(88)抵接。
4.根据权利要求3所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，所述大径筒体的外壁设置有用于安装角位移传感器核心敏感组件的环形凹槽(82)，环形凹槽(82)设置在所述大径筒体靠近所述小径筒体的一端。
5.根据权利要求2所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，所述连接轴肩上设置有护线圈安装孔位(83)，护线圈安装孔位(83)与所述大径筒体的内孔(89)连通。
6.根据权利要求2所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，所述小径筒体设置有工艺孔(86)与所述小径筒体的内孔(84)连通。
7.根据权利要求2所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，所述连接轴肩与所述小径筒体的内孔(84)连接处设置有缩径孔(87)，沿所述大径筒体朝向所述小径筒体的方向，缩径孔(87)的直径逐渐减小。
8.根据权利要求2所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，所述大径筒体的外壁设置有锥面(81)，设置在所述大径筒体远离所述小径筒体的一端，且沿所述大径筒体朝向所述小径筒体的方向，锥面(81)的外径逐渐增大。
9.根据权利要求2所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，所述转轴组件包括：
转轴本体(5)，同轴穿设在所述第一轴向通孔和第二轴向通孔(16)中，转轴本体(5)外周设置有螺纹段(51)，转子铁芯(6)设置在螺纹段(51)的外周；
第一轴承(4)，设置在转轴本体(5)的一端并位于第二轴向通孔(16)中；
第二轴承(10)，设置在转轴本体(5)的另一端并位于所述小径筒体的内孔(84)中。
10.根据权利要求9所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，转轴本体(5)的外周设置有卡接凸缘，所述转轴组件还包括衬套(9)，衬套(9)套设在转轴本体(5)的另一端外周并位于第二轴承(10)的内侧，转子铁芯(6)的两侧分别与衬套(9)和所述卡接凸缘卡接。
11.根据权利要求9所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，螺纹段(51)与转子铁芯(6)之间设置有粘结剂层。
12.根据权利要求1所述的角位移传感器敏感组件，其特征在于，环形容纳空间(14)的截面形状为U形。
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