CN216817993U - 一种高抗振自适应型拉杆电位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高抗振自适应型拉杆电位器，包括拉杆、外壳、前端盖、后端盖、滑块、电刷和电阻体，前端盖上的拉杆通孔的孔壁与拉杆之间的间隙、拉杆小径段的外壁与滑块的中心通孔孔壁之间的间隙均大于0.5mm，拉杆小径段的端头连接有端座，端座上靠近拉杆的一端表面为外凸弧形面，滑块上与端座对应的一端设有内凹弧形面，外凸弧形面置于内凹弧形面内且面面接触，外壳的内壁上相对两侧分别设有导向槽，滑块的外壁上相对两侧分别设有导向条，两个导向条分别置于两个导向槽内且能够轴向滑动。本实用新型使拉杆与滑块之间形成自适应协调结构，显著增强了电位器的抗振性能，拉杆不存在自锁或卡死现象，并便于加工拉杆等部件。

Description

一种高抗振自适应型拉杆电位器

技术领域

本实用新型涉及一种拉杆电位器(或拉杆传感器)，尤其涉及一种高抗振自适应型拉杆电位器。

背景技术

电位器(或传感器)通常用于伺服机构，在控制系统中作执行机构的位置反馈作用。在一些复杂工况下，如坦克山地跑车、飞机着陆、火炮发射等都伴随有剧烈的振动与冲击，对电位器的抗振能力有着极高的要求。对接触式电位器，如果电位器的抗振能力不足，可能会导致电位器在振动时信号中断，从而导致系统失效，或者使用寿命降低，导致系统位置精度降低。

拉杆电位器是一种直线位移电位器，传统拉杆电位器的结构如图1所示，包括拉杆1、外壳3、前端盖2、后端盖(图中未示)、滑块5、电刷6和电阻体4，前端盖2和后端盖分别安装在外壳3的前端和后端，拉杆1的一端用于与外部设备的移动件连接，拉杆1的另一端穿过前端盖2上对应的拉杆通孔且靠近端头的一段外径减小形成拉杆小径段7，滑块5套装在拉杆小径段7上并通过卡圈8连接，电刷6安装在滑块5上，工作时拉杆1带动电刷5和电刷6同步移动，电刷6在电阻体4的工作带上滑动，输出变化的电信号。其中，拉杆1与前端盖2的对应通孔之间采用小间隙配合设计，即拉杆1与前端盖2上的拉杆通孔的孔壁之间的间隙ε很小，如此可以实现对拉杆1的运动方向进行导向的功能；拉杆1与的滑块5通过卡圈8进行轴向限位，其轴向间隙ε1需要通过精密设计与精密加工来保证；电刷6为悬臂梁结构；工作时拉杆1的伸出和缩进都要依靠外部设备驱动完成。

上述传统拉杆电位器的缺陷在于：

第一，为了实现更好的导向功能，拉杆1和前端盖2上的拉杆通孔的孔壁之间通常采用小间隙配合设计，拉杆1在径向的可移动间隙容差很小，对安装接口的形位公差要求较高，增加了加工难度，但依然存在加工误差和装配误差，或使用过程中的材料磨损，这些因素都有可能导致电位器在使用过程中拉杆1产生自锁或卡死现象，尤其在振动环境中使用时，导向配合面磨损更严重，产生磨屑更快，所以更容易使拉杆1发生卡死现象。

第二，滑块5在运动方向与拉杆1通过卡圈8限位，由于存在加工误差，所以不能完全消除轴向间隙，导致电位器存在一定回程误差，而且在振动较强情况下存在卡圈8脱落的风险。

第三，电刷6为多自由度工作弹性梁结构，工作时各向自由度较大，在振动情况下，电刷6的稳定性不好，容易产生触点颤抖，加速材料磨损，特别是电阻体磨损严重，降低使用寿命，严重时可能导致电刷6与电阻体4接触不良；同时，悬臂梁的电刷6在拉伸和缩进运动时，由于触点所受摩擦力方向不一致，导致电刷6发热悬臂变形不一致，触点位置在运动方向上存在微小差异，使得电位器回程误差进一步加大，所以电位器抗振能力差，大载荷振动下可能出现输出信号不稳定甚至中断现象。

第四，拉杆1必须依靠外部设备提供动力才能完成伸出或缩进运动，没有主动复位功能，无法适用于单向动力机构。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高抗振自适应型拉杆电位器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高抗振自适应型拉杆电位器，包括拉杆、外壳、前端盖、后端盖、滑块、电刷和电阻体，所述前端盖和所述后端盖分别安装在所述外壳的前端和后端，所述拉杆的一端用于与外部设备的移动件连接，所述拉杆的另一端穿过所述前端盖上对应的拉杆通孔且靠近端头的一段外径减小形成拉杆小径段，所述滑块通过自身中心通孔套装在所述拉杆小径段上，所述电刷安装在所述滑块上并与所述电阻体的工作带滑动接触，所述前端盖上的拉杆通孔的孔壁与所述拉杆之间的间隙、所述拉杆小径段的外壁与所述滑块的中心通孔孔壁之间的间隙均大于0.5mm，所述拉杆小径段的端头连接有端座，所述端座上靠近所述拉杆的一端表面为外凸弧形面，所述滑块上与所述端座对应的一端设有内凹弧形面，所述外凸弧形面置于所述内凹弧形面内且面面接触，所述外壳的内壁上相对两侧分别设有导向槽，所述滑块的外壁上相对两侧分别设有导向条，两个所述导向条分别置于两个所述导向槽内且能够轴向滑动。

作为优选，为了便于可靠连接拉杆小径段与端座，所述端座设有中心通孔，所述拉杆小径段的端头穿过所述端座的中心通孔后与所述端座连接；或者，铆钉穿过所述端座的中心通孔后与所述拉杆小径段的端头铆接；或者，螺钉穿过所述端座的中心通孔后与所述拉杆小径段的端头螺接。

作为优选，为了更加可靠地连接拉杆小径段与端座，所述拉杆小径段的端头设有盲孔且该盲孔孔壁外翻形成铆接部，所述铆接部与所述端座连接。

作为优选，为了使滑块与所述端座之间保持紧密接触状态并提高拉杆与滑块之间的自适应协调能力，所述拉杆小径段的一端套装有簧座，所述滑块位于所述簧座与所述端座之间，所述拉杆小径段的外壁与所述滑块的中心通孔孔壁之间套装有螺旋形的消隙压簧。

作为优选，为了便于快速连接簧座与拉杆小径段，所述簧座通过销钉与所述拉杆小径段连接，所述簧座与所述消隙压簧之间还套装有垫圈，所述滑块的中心通孔中靠近所述端座的位置设有滑块环形台阶，所述消隙压簧的两端分别与所述滑块环形台阶和所述垫圈接触。

作为优选，为了提高电刷的稳定性以增强电位器的抗振能力，所述电刷为整体呈圆弧形的弹弓形电刷，所述弹弓形电刷的两端对称、中部外凸形成接触点。

作为优选，为了进一步提高电刷的稳定性以增强电位器的抗振能力，所述滑块上安装有电刷保持架，所述电刷保持架的中部呈圆弧形，所述电刷保持架的两端分别与所述滑块连接，所述电刷的两端与所述电刷保持架的两端连接，所述电刷的弧度与所述电刷保持架的弧度一致。

作为优选，为了更进一步提高电刷的稳定性以增强电位器的抗振能力，所述电刷保持架的表面设有宽度略大于所述电刷的限位槽，所述电刷嵌入式置于对应的所述限位槽内。

作为优选，为了使拉杆在被拉动伸出后能够自动内缩复位，所述拉杆上与所述拉杆通孔内侧对应的位置套装有挡圈，所述拉杆上套装有复位压簧，所述复位压簧的两端分别与所述挡圈与所述簧座接触。

作为优选，为了使拉杆具有更适配的活动空间，所述拉杆通孔的孔壁为内小外大的锥形。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过将前端盖上的拉杆通孔的孔壁与拉杆之间的间隙、拉杆小径段的外壁与滑块的中心通孔孔壁之间的间隙均设计为大于0.5mm的大间隙配合结构，并将拉杆小径段与端座连接且将端座与滑块之间设计为弧形面(优选球面)配合结构，同时在滑块与外壳之间设计导向槽与导向条配合的限位导向结构，使拉杆与滑块之间形成自适应协调结构，拉杆可以适度摆动而不影响对滑块的同步传动，使拉杆在安装径向有较大的容差，同时也不影响滑块的精确轴向移动功能，显著增强了电位器的抗振性能，而且拉杆不存在自锁或卡死现象，对拉杆、滑块等部件的安装接口的形位公差要求较低，便于加工；通过在滑块与拉杆小径段之间安装消隙压簧，一方面使拉杆与滑块保持紧密联动状态，另一方面可以消除拉杆运动方向的装配误差，从而减小电位器存的回程误差，同时提高抗振性能；通过采用弹弓形电刷，并配合电刷保持架使用，显著提高了电刷工作时的稳定性，能够一直与电阻体保持紧密接触，提高了电位器精度，并显著提高了电位器的抗振性能，同时进一步减小了电位器存的回程误差，避免了输出波形被削平的现象；通过设计复位压簧，使拉杆能够自动复位使电位器，可适用于适用于单向动力机构。

附图说明

图1是传统拉杆电位器的局剖主视图，图中省略了外壳后段和后端盖；

图2是本实用新型所述高抗振自适应型拉杆电位器的局剖主视图；

图3是本实用新型所述高抗振自适应型拉杆电位器的局剖立体图；

图4是本实用新型所述高抗振自适应型拉杆电位器的电刷和电刷保持架的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图2-图4所示，本实用新型所述高抗振自适应型拉杆电位器包括拉杆9、外壳12、前端盖10、后端盖25、滑块18、电刷19和电阻体4，前端盖10和后端盖25分别安装在外壳12的前端和后端，拉杆9的一端用于与外部设备的移动件(图中未示)连接，拉杆9的另一端穿过前端盖10上对应的拉杆通孔11且靠近端头的一段外径减小形成拉杆小径段22，滑块18通过自身中心通孔套装在拉杆小径段22上，电刷19安装在滑块18上并与电阻体4的工作带滑动接触，前端盖10上的拉杆通孔11的孔壁与拉杆9之间的间隙、拉杆小径段22的外壁与滑块18的中心通孔孔壁之间的间隙均大于0.5mm，拉杆小径段22的端头连接有端座23，端座23上靠近拉杆9的一端表面为外凸弧形面，滑块18上与端座23对应的一端设有内凹弧形面，所述外凸弧形面置于所述内凹弧形面内且面面接触，外壳12的内壁上相对两侧分别设有导向槽(图中不可视)，滑块18的外壁上相对两侧分别设有导向条(图中不可视)，两个所述导向条分别置于两个所述导向槽内且能够轴向滑动。

如图2-图4所示，本实用新型还公开以下多种更加优化的具体结构，根据实际需要可以将上述结构与下述一种或多种具体结构进行叠加组合形成更加优化的技术方案。

为了便于可靠连接拉杆小径段22与端座23，端座23设有中心通孔，拉杆小径段22的端头穿过端座23的中心通孔后与端座23连接，更优选地，拉杆小径段22的端头设有盲孔且该盲孔孔壁外翻形成铆接部24，铆接部24与端座23连接。或者，拉杆小径段22与端座23也可以采用以下方式连接：铆钉(图中未示)穿过端座23的中心通孔后与拉杆小径段22的端头铆接；或者，螺钉(图中未示)穿过端座23的中心通孔后与拉杆小径段22的端头螺接。

为了使滑块18与端座23之间保持紧密接触状态并提高拉杆9与滑块18之间的自适应协调能力，拉杆小径段22的一端套装有簧座16，滑块18位于簧座16与端座23之间，拉杆小径段22的外壁与滑块18的中心通孔孔壁之间套装有螺旋形的消隙压簧21。

为了便于快速连接簧座16与拉杆小径段22，簧座16通过销钉15与拉杆小径段22连接，簧座16与消隙压簧21之间还套装有垫圈17，滑块18的中心通孔中靠近端座23的位置设有滑块环形台阶(图中未标记)，消隙压簧21的两端分别与所述滑块环形台阶和垫圈17接触。

为了提高电刷19的稳定性以增强电位器的抗振能力，电刷19为整体呈圆弧形的弹弓形电刷，所述弹弓形电刷的两端对称、中部外凸形成接触点。

为了进一步提高电刷19的稳定性以增强电位器的抗振能力，滑块18上安装有电刷保持架20，电刷保持架20的中部呈圆弧形，电刷保持架20的两端分别通过安装孔28与滑块18连接，电刷19的两端与电刷保持架20的两端通过焊片27连接，电刷19的弧度与电刷保持架20的弧度一致。

为了更进一步提高电刷19的稳定性以增强电位器的抗振能力，电刷保持架20的表面设有宽度略大于电刷19的限位槽(图中未标记)，电刷19嵌入式置于对应的所述限位槽内。

为了使拉杆9在被拉动伸出后能够自动内缩复位，拉杆9上与拉杆通孔11内侧对应的位置套装有挡圈13，拉杆9上套装有复位压簧14，复位压簧14的两端分别与挡圈13与簧座16接触。

为了使拉杆9具有更适配的活动空间，拉杆通孔11的孔壁为内小外大的锥形，其锥度为图中角α的一半。

图2还示出了与电刷19连接的引线26。

如图2-图4所示，应用时，将拉杆9的外端与外部设备的移动件连接，该移动件带动拉杆9作直线运动，拉杆9带动滑块18和电刷19同步运动，电刷19在电阻体4的工作带上接触滑动，输出变化的电信号。在此过程中，如果因为外部设备或强振环境导致拉杆9径向摆动，则因为拉杆通孔11的孔壁与拉杆9之间、滑块的中心通孔的孔壁与拉杆小径段22之间存在大间隙而不会导致拉杆9自锁或卡死，同时，在端座23与滑块18之间的弧形面配合作用以及消隙压簧21的弹力作用下，拉杆9与滑块18之间的夹角会发生自适应性变化，但滑块18与外壳12之间的相对位置因设有导向槽和导向条而保持不变，滑块18始终处于轴向运动状态，不受拉杆9的影响，从而实现在强振环境中保持稳定工作的目的；而电刷19除了自身比传统悬臂梁结构更稳定外，还因为有电刷保持架20的限位而保持足够稳定性，确保输出稳定电信号。

说明：上述电阻体4与背景技术中的电阻体4为相同部件且结构相同，所此采用了相同标记数字，上述拉杆9、外壳12、前端盖10、滑块18和电刷19与背景技术中的前端盖10与25拉杆1、外壳3、前端盖2、滑块5和电刷6分别一一对应但结构发生了变化，所以采用了不同的标记数字。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高抗振自适应型拉杆电位器，包括拉杆、外壳、前端盖、后端盖、滑块、电刷和电阻体，所述前端盖和所述后端盖分别安装在所述外壳的前端和后端，所述拉杆的一端用于与外部设备的移动件连接，所述拉杆的另一端穿过所述前端盖上对应的拉杆通孔且靠近端头的一段外径减小形成拉杆小径段，所述滑块通过自身中心通孔套装在所述拉杆小径段上，所述电刷安装在所述滑块上并与所述电阻体的工作带滑动接触，其特征在于：所述前端盖上的拉杆通孔的孔壁与所述拉杆之间的间隙、所述拉杆小径段的外壁与所述滑块的中心通孔孔壁之间的间隙均大于0.5mm，所述拉杆小径段的端头连接有端座，所述端座上靠近所述拉杆的一端表面为外凸弧形面，所述滑块上与所述端座对应的一端设有内凹弧形面，所述外凸弧形面置于所述内凹弧形面内且面面接触，所述外壳的内壁上相对两侧分别设有导向槽，所述滑块的外壁上相对两侧分别设有导向条，两个所述导向条分别置于两个所述导向槽内且能够轴向滑动。

2.根据权利要求1所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述端座设有中心通孔，所述拉杆小径段的端头穿过所述端座的中心通孔后与所述端座连接；或者，铆钉穿过所述端座的中心通孔后与所述拉杆小径段的端头铆接；或者，螺钉穿过所述端座的中心通孔后与所述拉杆小径段的端头螺接。

3.根据权利要求2所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述拉杆小径段的端头设有盲孔且该盲孔孔壁外翻形成铆接部，所述铆接部与所述端座连接。

4.根据权利要求1所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述拉杆小径段的一端套装有簧座，所述滑块位于所述簧座与所述端座之间，所述拉杆小径段的外壁与所述滑块的中心通孔孔壁之间套装有螺旋形的消隙压簧。

5.根据权利要求4所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述簧座通过销钉与所述拉杆小径段连接，所述簧座与所述消隙压簧之间还套装有垫圈，所述滑块的中心通孔中靠近所述端座的位置设有滑块环形台阶，所述消隙压簧的两端分别与所述滑块环形台阶和所述垫圈接触。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述电刷为整体呈圆弧形的弹弓形电刷，所述弹弓形电刷的两端对称、中部外凸形成接触点。

7.根据权利要求6所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述滑块上安装有电刷保持架，所述电刷保持架的中部呈圆弧形，所述电刷保持架的两端分别与所述滑块连接，所述电刷的两端与所述电刷保持架的两端连接，所述电刷的弧度与所述电刷保持架的弧度一致。

8.根据权利要求7所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述电刷保持架的表面设有宽度略大于所述电刷的限位槽，所述电刷嵌入式置于对应的所述限位槽内。

9.根据权利要求4或5所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述拉杆上与所述拉杆通孔内侧对应的位置套装有挡圈，所述拉杆上套装有复位压簧，所述复位压簧的两端分别与所述挡圈与所述簧座接触。

10.根据权利要求1-5中任何一项所述的高抗振自适应型拉杆电位器，其特征在于：所述拉杆通孔的孔壁为内小外大的锥形。

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