CN217032346U - 角度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角度传感器，该角度传感器包括壳体、底板和转动件，转动件的底部设置有电刷；底板与转动件之间设置有电阻基板，电刷与电阻基板抵接；还包括用于转动件复位的弹性组件，弹性组件固定于壳体与转动件之间。本实用新型提出一种角度传感器，采用电刷与转动件的一体化设计，并采用碳膜电阻作为感应元件，无需采用光栅器件即能够测量角度，结构紧凑，缩小体积，简化安装工艺，满足用户的使用需求。

Description

角度传感器

技术领域

本实用新型涉及但不限于传感器技术领域，尤其涉及一种角度传感器。

背景技术

角度传感器是一种常用的几何量传感器，被广泛应用于工业领域，尤其是在汽车以及机电控制领域。相关技术中的角位移传感器采用光栅式设计，由多个光栅器件组成，因此，相关技术中的角位移传感器体积较大，无法应用于环境狭窄、安装空间有限的产品中，难以满足使用需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种角度传感器，结构紧凑，体积小巧，安装工艺简单，满足使用需求。

本实用新型实施例提供了一种角度传感器，包括：

壳体、底板和转动件，所述转动件的底部设置有电刷；所述底板与所述转动件之间设置有电阻基板，所述电刷与所述电阻基板抵接；还包括用于所述转动件复位的弹性组件，所述弹性组件固定于所述壳体与所述转动件之间。

根据本实用新型实施例的角度传感器，至少具有如下有益效果：电刷安装在转动件的底部，转动件在受到外部作用力而转动的过程中会带动底部的电刷一同转动，从而电刷在电阻基板上转动，通过电阻基板电极的电压变化，将转动的角度转化为电信号，实现角度的测量。而且转动件与壳体之间设置有弹性组件，转动件在受到外部作用力而相对于壳体进行转动的过程中，会带动弹性组件转动，从而弹性组件发生形变存储势能。当外部作用力消失，弹性组件复原并带动转动件复位，从而无需增加额外作用力驱使转动件复原，便于使用。因此，该角度传感器采用电刷与转动件的一体化设计，并采用碳膜电阻作为感应元件，无需采用光栅器件即能够测量角度，结构紧凑，缩小体积，简化安装工艺，满足用户的使用需求。

根据本实用新型的一些实施例，弹性组件设置有第一定位柱和第二定位柱，所述壳体内设置有与所述第一定位柱相匹配的定位槽，所述转动件的外侧设置有所述第二定位柱相匹配的定位孔，提高弹性组件安装和转动的稳定性。

根据本实用新型的一些实施例，所述转动件的外侧设置有用于限制所述转动件转动角度的限位块，所述壳体的内侧壁开设有与所述限位块相匹配的弧形凹槽，限制转动件转动的角度，避免超出测量范围而测量错误。

根据本实用新型的一些实施例，所述底板上设置有用于固定所述转动件的转动槽，所述转动件的底部设置有与所述转动槽相匹配的转动环，提高转动件安装和转动的稳定性。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体的内侧壁开设有安装凹槽，所述底板与所述电阻基板通过所述安装凹槽固定于所述壳体底部，便于安装底板和电阻基板，简化安装工艺。

根据本实用新型的一些实施例，所述壳体设置有用于固定所述转动件的按压环壁，所述转动件设置有与所述按压环壁相匹配的安装槽，限制转动件，防止转动件移位，提高转动件转动的稳定性。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽内安装有波浪垫圈，所述波浪垫圈与所述按压环壁抵接，减少壳体与转动件的接触面积，提高转动的稳定性。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽的内侧槽壁向上延伸形成用于连接外部转轴的环形连接槽，所述连接槽内设置有定位块，便于进行外部连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述环形连接槽的顶部还设置有用于与外部密封的密封组件，提高角度传感器的密封性。

根据本实用新型的一些实施例，所述环形连接槽的外侧套设有用于辅助所述转动件转动的轴承件，所述轴承件与所述按压环壁抵接，提高角度传感器安装的稳定性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型一些实施例提供的角度传感器的结构示意图；

图2为本实用新型一些实施例提供的壳体的结构示意图；

图3为本实用新型一些实施例提供的转动件的结构示意图；

图4为本实用新型一些实施例提供的转动件的另一角度的结构示意图；

图5为图1所示的角度传感器的结构分解图；

图6为图1所示的角度传感器的剖面示意图。

附图标记：

角度传感器100、壳体110、安装板111、按压环壁112、转轴通道113、定位槽114、弧面结构115、弧形凹槽116、安装凹槽117、转接件118、底板120、转动槽121、转动柱122、转动件130、安装槽131、波浪垫圈132、环形连接槽133、定位块134、安装柱135、斜块136、定位孔137、限位块138、转动环139、电刷140、电阻基板150、金属探针151、弹性组件160、第一定位柱161、第二定位柱162、轴承件170、螺纹环171、密封环180、密封圈181。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本实用新型提供了一种角度传感器，其中，电刷安装在转动件的底部，转动件在受到外部作用力而转动的过程中会带动底部的电刷一同转动，从而电刷在电阻基板上转动，通过电阻基板电极的电压变化，将转动的角度转化为电信号，实现角度的测量。而且转动件与壳体之间设置有弹性组件，转动件在受到外部作用力而相对于壳体进行转动的过程中，会带动弹性组件转动，从而弹性组件发生形变存储势能。当外部作用力消失，弹性组件复原并带动转动件复位，从而无需增加额外作用力驱使转动件复原，便于使用。因此，该角度传感器采用电刷与转动件的一体化设计，并采用碳膜电阻作为感应元件，无需采用光栅器件即能够测量角度，结构紧凑，缩小体积，简化安装工艺，满足用户的使用需求。

下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

本实用新型提供了一种角度传感器。

结合图1，可以理解的是，角度传感器100包括有壳体110、底板120和转动件130，其中，转动件130的底部设置有电刷140，底板120与转动件130之间设置有电阻基板150，而电刷140与电阻基板150抵接，从而在外部作用力的驱动下，转动件130在转动的过程中会带动电刷140移动，因此，电刷140在电阻基板150上转动，引起电阻基板150电极的电压变化，实现将转动件130转动的角度转化为电信号。其中，壳体110设置有转接件118，电阻基板150连接有金属探针151，金属探针151延伸至转接件118内，从而角度传感器100可以通过转接件118与外部测量仪器连接，外部测量仪器能够通过转接件118内的金属探针151获取电信号，进而转换得到角度传感器100测量得到的角度。通过电刷140与转动件130的一体化设计，利用电刷140在电阻基板150上移动带来的电压变化实现角度测量，结构紧凑，并且无需使用光栅器件，缩小角度传感器100的体积，简化安装工艺，能够满足小型化设备的使用需求。

壳体110与转动件130之间设置有弹性组件160，弹性组件160的一端与壳体110连接，另一端与转动件130连接，当转动件130受到外部作用力而相对于壳体110进行转动，弹性组件160发生形变，将动能转换为势能进行存储。当外部作用力消失，弹性组件160将势能转换为动能，带动转动件130转动复位，从而无需额外增加作用力驱使转动件130复位，便于用户使用，避免用户忘记复位而造成测量错误。

需要说明的是，壳体110的两侧还设置有用于安装固定角度传感器100的安装板111，安装板111上开设有螺孔，因此，角度传感器100可以通过安装板111与外部器件采用螺栓连接固定，便于用户使用。

结合图2，可以理解的是，壳体110设置有按压环壁112，按压环壁112由壳体110的顶部向下延伸，且按压环壁112之间形成中空的转轴通道113，转动件130可安装在转轴通道113内。在按压环壁112的外侧还设置有两个相对应的弧面结构115，两个弧面结构115之间存在间隙形成定位槽114，并且弧面结构115由壳体110的顶部向下延伸至按压环壁112，且弧面结构115的厚度由两侧向定位槽114的方向逐渐增加，因此，便于安装弹性组件160，能够避免弹性组件160移位，影响测量准确度。

结合图3，可以理解的是，转动件130的设置有安装槽131，安装槽131与按压环壁112相匹配，从而转动件130可以通过安装槽131与按压环壁112固定于壳体110内，同时，安装槽131与按压环壁112相配合，能够辅助转动件130转动，防止转动件130移位。而安装槽131内安装有波浪垫圈132，从而波浪垫圈132与按压环壁112相抵接，减少安装槽131与按压环壁112的接触面积，提高转动件130转动的平顺性，避免按压环壁112与安装槽131之间的摩擦力而影响转动件130转动，干扰测量。另外，按压环壁112与波浪垫圈132相互配合，能够下压转动件130，使得转动件130底部的电刷140能够保持与电阻基板150连接，提高角度传感器100的稳定性和可靠性。

可以理解的是，安装槽131的内侧壁向上延伸形成环形连接槽133，从而环形连接槽133可以位于壳体110的转轴通道113内，环形连接槽133可通过壳体110顶部的转轴通道113与外部连接，便于外部设备通过环形连接槽133与转动件130连接，从而驱动转动件130转动。另外，环形连接槽133内还设置有定位块134，定位块134能够固定外部设备与环形连接槽133的连接，避免外部设备在对转动件130施加作用力的情况下，从环形连接槽133脱落，影响角度测量，通过定位块134能够固定外部设备，提高角度传感器100测量的稳定性。

结合图4，可以理解的是，在转动件130的底部设置有安装柱135，安装柱135能够安装固定电刷140，实现电刷140与转动件130的一体化设计，防止电刷140在转动件130转动的过程中脱落，导致测量失败。转动件130的底部在安装柱135的一侧还设置有斜块136，斜块136由转动件130的底部向电阻基板150的方向延伸，从而固定在安装柱135的电刷140在斜块136的引导作用下与电阻基板150抵接，从而转动件130能够带动电刷140在电阻基板150上移动，引起电阻基板150上电压的变化，将转动件130的转动角度转换为电信号。

可以理解的是，在转动件130的外侧还设置有定位孔137，定位孔137能够固定弹性组件160，使得在转动件130转动的同时带动弹性组件160转动，将动能转换为势能，同时，在弹性组件160复原的情况下，弹性组件160能够通过定位孔137带动转动件130转动复位。

可以理解的是，在转动件130的外侧还设置有向外凸出的限位块138，而壳体110的内侧壁设置有与限位块138相对应的弧形凹槽116，从而，当转动件130安装在壳体110内，限位块138位于弧形凹槽116内，而当转动件130在壳体110内转动，限位块138在弧形凹槽116内移动。弧形凹槽116会限制限位块138的移动范围，从而壳体110能够限制转动件130的转动角度，避免转动件130转动的角度超出测量范围，而导致测量错误。

结合图5，可以理解的是，弹性组件160设置有第一定位柱161和第二定位柱162，第一定位柱161可以固定于壳体110的定位槽114内，而第二定位柱162则可以固定于转动件130的定位孔137内。因此，在转动件130转动的过程中，定位孔137跟随转动件130转动，由于壳体110固定，即定位槽114与第一定位柱161固定，定位孔137向第二定位柱162施加作用力，使得弹性组件160发生形变，将动能转换为势能进行存储。当完成测量，弹性组件160复原，第二定位柱162向定位孔137施加作用力，带动转动件130转动复位，从而达到角度传感器100自复位的效果，无需额外增加外作用力驱使转动件130复位，避免用户在测量后忘记复原而导致后续测量的误差增大，便于用户使用。

需要说明的是，第二定位柱162可以弯曲形成卡勾，通过卡接固定在定位孔137内，使得在弹性组件160发生形变或复原的过程中，第二定位柱162能够固定于定位孔137内，避免弹性组件160从转动件130上脱落，提高角度传感器100的稳定性和可靠性。

可以理解的是，转动件130的底部设置有转动环139，而底板120设置有转动槽121，转动槽121内还设置有转动柱122，转动槽121与转动柱122形成一个环形空隙，从而转动件130的转动环139可以安装在转动槽121与转动柱122之间，利用底板120的转动槽121和转动柱122固定转动件130，同时能够辅助转动件130转动，提高转动件130安装以及转动的稳定性。

结合图5和图6，可以理解的是，环形连接槽133的外侧套设有轴承件170与按压环壁112抵接，从而能够固定转动件130，另外，轴承件170能够提高转动件130转动的稳定性，避免转动件130与按压环壁112之间存在缝隙，导致转动件130在转动的过程中不稳定而与按压环壁112碰撞，损坏角度传感器100。轴承件170的顶部外环可以设置为螺纹环171，从而能够固定安装在壳体110内，提高轴承件170的稳定性。

结合图6，可以理解的是，环形连接槽133的顶部还设置有密封组件，其中，密封组件可以包括环形连接槽133顶部的密封环180，密封环180可以在外部设备连接环形连接槽133的情况下隔绝外部，避免外部的异物进入角度传感器100，提高角度传感器100与外部设备连接的密封性。另外，密封组件还可以包括套设在环形连接槽133顶部的密封圈181，密封圈181可以为双层密封件，密封圈181可以分别与轴承件170和环形连接槽133抵接，也可以分别与环形连接槽133和按压环壁112抵接，从而密封圈181能够避免外部异物从环形连接槽133与按压环壁112之间的缝隙进入，提高角度传感器100的密封性和耐用性。

可以理解的是，壳体110的内侧壁开设有安装凹槽117，底板120与电阻基板150可以通过安装凹槽117卡接固定于壳体110底部，从而无需通过额外的螺栓固定底板120与电阻基板150，便于安装，简化安装工艺。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.角度传感器，其特征在于，包括：壳体、底板和转动件，所述转动件的底部设置有电刷；所述底板与所述转动件之间设置有电阻基板，所述电刷与所述电阻基板抵接；还包括用于所述转动件复位的弹性组件，所述弹性组件固定于所述壳体与所述转动件之间。

2.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，弹性组件设置有第一定位柱和第二定位柱，所述壳体内设置有与所述第一定位柱相匹配的定位槽，所述转动件的外侧设置有所述第二定位柱相匹配的定位孔。

3.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述转动件的外侧设置有用于限制所述转动件转动角度的限位块，所述壳体的内侧壁开设有与所述限位块相匹配的弧形凹槽。

4.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述底板上设置有用于固定所述转动件的转动槽，所述转动件的底部设置有与所述转动槽相匹配的转动环。

5.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述壳体的内侧壁开设有安装凹槽，所述底板与所述电阻基板通过所述安装凹槽固定于所述壳体底部。

6.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述壳体设置有用于固定所述转动件的按压环壁，所述转动件设置有与所述按压环壁相匹配的安装槽。

7.根据权利要求6所述的角度传感器，其特征在于，所述安装槽内安装有波浪垫圈，所述波浪垫圈与所述按压环壁抵接。

8.根据权利要求6所述的角度传感器，其特征在于，所述安装槽的内侧槽壁向上延伸形成用于连接外部转轴的环形连接槽，所述环形连接槽内设置有定位块。

9.根据权利要求8所述的角度传感器，其特征在于，所述环形连接槽的顶部还设置有用于与外部密封的密封组件。

10.根据权利要求8所述的角度传感器，其特征在于，所述环形连接槽的外侧套设有用于辅助所述转动件转动的轴承件，所述轴承件与所述按压环壁抵接。

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