專利名稱：應(yīng)用于機器人的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種位移傳感器，尤其涉及一種應(yīng)用于機器人的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器。
背景技術(shù)：
隨著自動化設(shè)備及機器人的研究和技術(shù)進步，高性能傳感器已成為自動化設(shè)備的重要部件。應(yīng)用于需要運動控制的傳感器主要有:旋轉(zhuǎn)變壓器，編碼器等。這些傳感器的原理是將自動設(shè)備的位移和速度轉(zhuǎn)換成模擬信號或數(shù)字信號輸出?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)這些信號進行運動控制。目前這些傳感器技術(shù)越來越成熟，傳感器的精度越來越高，尺寸越來越小。在傳感器小型化的同時也帶來了一些問題，旋轉(zhuǎn)變壓器，編碼器等傳感器的輸入軸一般不能承受較大的軸向和徑向力。作為通用傳感器，一般可以多圈旋轉(zhuǎn)，沒有可靠的機械限位。應(yīng)用中必須設(shè)計傳感器支架，連軸器、機械限位并考慮走線方式，比較麻煩，在需要應(yīng)用多個同類傳感器的自動設(shè)備中尤為明顯。但是，通用傳感器卻不能滿足機器人的特殊要求。例如，必須要有轉(zhuǎn)動機械限位；傳感器受力較大，因此在使用時必須安裝聯(lián)軸器；同時，機器人為運動機構(gòu)，必須嚴格設(shè)計電纜走線結(jié)構(gòu)；如此一來，為了滿足機器人的特殊需求，通用傳感器應(yīng)用于機器人時，往往比較繁瑣，不利于安裝與檢修。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于機器人的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，它是將機械轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，從而為自動化設(shè)備提供位置和速度反饋。對于應(yīng)用該類傳感器的自動設(shè)備，不需要再額外設(shè)計輔助結(jié)構(gòu)，如傳感器支架，連軸器、機械限位、走線結(jié)構(gòu)等，只要簡單安裝即可使用，實現(xiàn)了傳感器應(yīng)用的模塊化。具有可靠的機械限位，可承受大的軸向、徑向載荷，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，尺寸小，性能可靠等優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:—種應(yīng)用于機器人的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，包括一側(cè)開口的殼體以及通過軸承固定于殼體開口處的輸出軸，所述軸承包括軸承座和軸承蓋，所述殼體和輸出軸兩者任一固定于機架上，另一固定于旋轉(zhuǎn)部件上，所述殼體的內(nèi)部安裝線性電位計，所述線性電位計的電位計軸穿過軸承座卡在輸出軸內(nèi)，所述輸出軸與電位計軸的末端之間有間隙，保證電位計軸只承受扭矩不承受軸向或徑向載荷；并且，固定于旋轉(zhuǎn)部件上的殼體或輸出軸帶動電位計軸轉(zhuǎn)動，從而將輸出軸或殼體的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號。所述輸出軸靠近殼體端套有軸套，并卡在軸承座內(nèi)，能承受較大的軸向或徑向載荷，所述輸出軸與軸承蓋之間設(shè)有調(diào)整墊圈，改變調(diào)整墊圈的厚度能夠得到輸出軸與軸承蓋之間合適的間隙。所述輸出軸遠離殼體端套有用于靠近和遠離軸承蓋的阻尼墊圈，通過靠近和遠離軸承蓋調(diào)整輸出軸的轉(zhuǎn)動力矩。[0010]所述殼體的下側(cè)和上側(cè)分別設(shè)有用于進、出電纜的孔，所述電纜與線性電位計焊接連接。所述輸出軸與軸承座之間設(shè)有固定輸出軸的限位螺釘I。所述殼體內(nèi)設(shè)有固定軸承座的限位螺釘II。所述軸承為滑動軸承。本實用新型的工作原理:本實用新型采用通用線性電位計作為電子器件，將機械轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。輸出電壓與關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度呈嚴格的線性關(guān)系，在輸出電壓的同時，還可以通過極性判斷旋轉(zhuǎn)方向，并確定原點位置，為自動化設(shè)備提供位置和速度反饋。本實用新型具有兩種安裝方式:殼體固定、輸出軸旋轉(zhuǎn)；輸出軸固定、殼體旋轉(zhuǎn)，可以適合不同設(shè)備安裝要求。只需要調(diào)整模塊化關(guān)節(jié)傳感器的數(shù)量和安裝位置，就可以實現(xiàn)不同自動化設(shè)備的位置和速度采集。改變調(diào)整墊圈的厚度能夠得到輸出軸與軸承蓋之間合適的間隙，調(diào)整阻尼墊圈的摩擦力能夠滿足對不同操作力的需求。本實用新型的有益效果是:本實用新型在輸出軸安裝高強度滑動軸承，可以承受大的軸向、徑向載荷，同時，通過改變調(diào)整墊圈厚度可以保證輸出軸轉(zhuǎn)動自由，通過改變阻尼墊圈對軸承蓋的壓力，可以改變操作阻尼，提高了主從操作設(shè)備的操作舒適度。利用限位螺釘I和限位螺釘II，解決了傳感器的可靠限位問題。傳感器具有兩種安裝方式:殼體固定、輸出軸旋轉(zhuǎn)；輸出軸固定、殼體旋轉(zhuǎn)，可以適合不同設(shè)備安裝要求，安裝方式更靈活。傳感器殼體設(shè)計了電纜入線孔、出線孔，走線更方便，更可靠。具體如下:1、該傳感器采用通用線性電位計作為電子器件，可以將機械轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。輸出電壓與關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度呈嚴格的線性關(guān)系，在輸出電壓的同時，還可以通過極性判斷旋轉(zhuǎn)方向，并確定原點位置，為自動化設(shè)備提供位置和速度反饋。2、輸出軸安裝高強度滑動軸承，可以承受大的軸向、徑向載荷，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，尺寸小，性能可靠。3、該傳感器具有兩種安裝方式:殼體固定、輸出軸旋轉(zhuǎn)；輸出軸固定、殼體旋轉(zhuǎn)，可以適合不同設(shè)備安裝要求。4、該傳感器具有可靠的機械限位，可以保證自動化設(shè)備的安全運行。5、只需要調(diào)整模塊化關(guān)節(jié)傳感器的數(shù)量和安裝位置，就可以實現(xiàn)不同自動化設(shè)備的位置和速度采集。6、傳感器全內(nèi)部走線，不需要額外的線路固定結(jié)構(gòu)，電氣性能穩(wěn)定可靠，使用方便。7、可通過調(diào)整阻尼墊圈的摩擦力，滿足對不同操作力的需求。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；其中1.殼體，2.線性電位計，3.軸承座，4.軸套，5.調(diào)整墊圈，6.軸承蓋，7.限位螺釘II，8.限位螺釘Ι，9.輸出軸，10.阻尼墊圈。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實用新型，并不對其內(nèi)容進行限定。實施例1:如圖1所示，本實用新型包括一側(cè)開口的殼體I以及通過滑動軸承固定于殼體I開口處的輸出軸9，滑動軸承包括軸承座3和軸承蓋6，殼體I內(nèi)設(shè)有固定軸承座3的限位螺釘117，殼體I固定于機架上，輸出軸9固定于旋轉(zhuǎn)部件上，殼體I的內(nèi)部安裝線性電位計2，殼體I的下側(cè)和上側(cè)分別設(shè)有用于進、出電纜的孔，電纜與線性電位計2焊接連接。線性電位計2的電位計軸穿過軸承座3卡在輸出軸9內(nèi)，輸出軸9與電位計軸的末端之間有間隙，保證電位計軸只承受扭矩不承受軸向或徑向載荷；并且，殼體I帶動電位計軸轉(zhuǎn)動，從而將殼體I的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號。本實用新型采用線性電位計2作為電子器件，將機械轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。輸出電壓與關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度呈嚴格的線性關(guān)系，在輸出電壓的同時，還可以通過極性判斷旋轉(zhuǎn)方向，并確定原點位置，為自動化設(shè)備提供位置和速度反饋。輸出軸9靠近殼體I的一端套有軸套4，并卡在軸承座3內(nèi)，能承受較大的軸向或徑向載荷。輸出軸9與軸承座3之間設(shè)有固定輸出軸9的限位螺釘18，輸出軸9與軸承蓋6之間設(shè)有調(diào)整墊圈5，改變調(diào)整墊圈5的厚度能夠得到輸出軸9與軸承蓋6之間合適的間隙。輸出軸9遠離殼體I的一端套有用于靠近和遠離軸承蓋6的阻尼墊圈10，通過靠近和遠離軸承蓋6調(diào)整輸出軸9的轉(zhuǎn)動力矩，調(diào)整阻尼墊圈10的摩擦力能夠滿足對不同操作力的需求。實施例2:輸出軸9固定于機架上，殼體I固定于旋轉(zhuǎn)部件上，輸出軸9帶動電位計軸轉(zhuǎn)動，從而將輸出軸9的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號。其他部分與實施例1相同，不予贅述。本實用新型同樣適用于與機器人有同類要求的其它自動設(shè)備。上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于機器人的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，包括一側(cè)開口的殼體以及通過軸承固定于殼體開口處的輸出軸，所述軸承包括軸承座和軸承蓋，其特征在于，所述殼體和輸出軸兩者任一固定于機架上，另一固定于旋轉(zhuǎn)部件上；所述殼體的內(nèi)部安裝線性電位計，所述線性電位計的電位計軸穿過軸承座卡在輸出軸內(nèi)，所述輸出軸與電位計軸的末端之間有間隙；并且，固定于旋轉(zhuǎn)部件上的殼體或輸出軸帶動電位計軸轉(zhuǎn)動，從而將輸出軸或殼體的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，其特征在于，所述輸出軸靠近殼體端套有軸套，并卡在軸承座內(nèi)，所述輸出軸與軸承蓋之間設(shè)有調(diào)整墊圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，其特征在于，所述輸出軸遠離殼體端套有用于靠近和遠離軸承蓋的阻尼墊圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，其特征在于，所述殼體的下側(cè)和上側(cè)分別設(shè)有用于進、出電纜的孔，所述電纜與線性電位計焊接連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，其特征在于，所述輸出軸與軸承座之間設(shè)有固定輸出軸的限位螺釘I。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，其特征在于，所述殼體內(nèi)設(shè)有固定軸承座的限位螺釘II。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所·述的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，其特征在于，所述軸承為滑動軸承。
專利摘要本實用新型公開了一種應(yīng)用于機器人的模塊化關(guān)節(jié)位移傳感器，是將機械轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，從而為自動化設(shè)備提供位置和速度反饋。具有可承受大的軸向、徑向載荷，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，尺寸小，性能可靠等優(yōu)點。它包括一側(cè)開口的殼體以及通過軸承固定于殼體開口處的輸出軸，軸承包括軸承座和軸承蓋，殼體和輸出軸兩者任一固定于機架上，另一固定于旋轉(zhuǎn)部件上，殼體的內(nèi)部安裝線性電位計，線性電位計的電位計軸穿過軸承座卡在輸出軸內(nèi)，輸出軸與電位計軸的末端之間有間隙，保證電位計軸只承受扭矩不承受軸向或徑向載荷；并且，固定于旋轉(zhuǎn)部件上的殼體或輸出軸帶動電位計軸轉(zhuǎn)動，從而將輸出軸或殼體的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號。
文檔編號G01B7/30GK203163750SQ20132020322
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者戚暉, 孫玉田 申請人:國家電網(wǎng)公司, 山東電力集團公司電力科學(xué)研究院