【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及角度检测，具体为可调式角度传感器。
技术介绍
1、可调式角度传感器是一种用于精确测量和感知旋转部件位置、角度及方向变化的设备，它能将这些变化转换为数字或模拟信号输出，供外部控制系统使用，广泛应用于汽车、工程机械、航空航天、机器人等多个领域，从而实现精确的操作控制和导航。
2、但现有的角度传感器还存在一些问题：其一，在机械臂的高精度、高动态工业应用中，机械臂大幅度转动与频繁启停操作加速了机械结构的磨损与老化，进而产生细微但关键的转动偏差，而角度传感器，作为机械臂姿态反馈的关键，依赖光学编码器来检测角度，但其分辨率受限于光栅条纹的设计，为捕捉细微偏差，需要密集条纹布局，但这不仅推高了成本，限制了小微企业的应用，还因条纹过密而加剧了信号噪声，降低了测量精度。
3、此外，机械臂自身运动过程中产生的动态应力波动和冲击等因素，会进一步导致传感器机械结构受损，光学系统性能下降，测量偏差扩大，精细的内部机构对动态应力波动尤为敏感，外界干扰易引发测量误差甚至设备损坏，同时电气噪声与传输干扰也会干扰信号传输，造成同步输出波动或延迟，影响机械臂的实时控制。
4、更进一步地，角度传感器的精度不足与同步性能下降问题，会直接增加机械臂的定位误差，降低生产效率和产品质量，尤其在精密加工中，这甚至会导致产品缺陷，增加企业成本，更严重的是传感器失效或误判将危及操作安全，在高速或复杂工况下风险倍增，且极易引发碰撞事故，损害人员与设备。
5、其二，上述已经提到，机械臂在高频旋转的状态下会引发动态应力波动，
6、为了应对这一挑战，现有技术普遍采用加装动态应力吸收结构的策略，弹簧作为传统动态应力吸收元件，虽能提供弹性支撑与能量吸收，但其回弹特性在复杂环境中会将剩余能量反弹回传感器，造成二次伤害，同时弹簧易积灰，影响动态应力吸收性能，增加故障风险，另外缓冲垫作为传统动态应力吸收的另一元件，其通过形变吸收冲击能量，避免回弹，但其与传感器的直接接触会导致应力分布不均，特别是边角处易形成应力集中，对传感器内部零件造成局部高压，影响测量精度与长期稳定性。
7、此外，液压动态应力吸收技术以其卓越的动态应力吸收效果与稳定性著称，但高昂的成本与复杂的维护需求限制了其在工业机械臂中的普及，同时液压技术的密封设计与定期维护要求，不仅提升了系统复杂性，还增加了维护成本。
8、为此，本专利技术提出可调式角度传感器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供可调式角度传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：可调式角度传感器，包括外壳，所述外壳内部设置有用于同步输出角度数值的角度传感主体，所述角度传感主体包括便于检测角度数值的两个丝杆和一个皮带，两个所述丝杆分别设置于外壳的内部，所述皮带分为两部分，且分别缠绕于两个丝杆的外表面。
3、作为优选的，所述外壳的四角处固定连接有连接板，所述外壳的外表面固定连接有放大模块，所述外壳的内壁上固定连接有光电模块，所述外壳的内腔底部固定连接有光栅传感器，所述光电模块和光栅传感器均与外接控制器电性连接。
4、作为优选的，所述角度传感主体包括两个传动套筒，靠近所述放大模块输出轴一侧的传动套筒固定连接于放大模块的输出轴上，远离所述放大模块输出轴一侧的传动套筒转动连接于外壳的内壁上，每个所述传动套筒的外表面均固定连接有同步轮，两个所述同步轮之间传动连接有同步带，所述丝杆均滑动连接于传动套筒的内部。
5、作为优选的，所述角度传感主体还包括两个固定钉，所述固定钉分别固定连接于皮带与丝杆的接触起始点，每个所述丝杆远离放大模块的一端均固定连接有抵触杆，所述外壳贯穿内壁对称开设有运动槽，所述运动槽的内部均开设有限位槽，每个所述丝杆远离放大模块的一端均呈线性等距排布开设有若干个刻度槽。
6、作为优选的，所述外壳的内部设置有用于防止外界动作影响检测数值的应力吸收组件，所述应力吸收组件包括若干个第一固定座，若干个所述第一固定座均呈矩形等距排布固定连接于外壳的底部，每两个所述第一固定座相靠近的一面均固定连接有第一吸收杆，所述外壳的底部中心处呈矩形等距排布固定连接有若干个第二固定座，每两个所述第二固定座相靠近的一面均固定连接有第二吸收杆。
7、作为优选的，所述皮带以靠近放大模块输出轴一侧的丝杆外表面为接触起始点，且所述皮带沿着丝杆的轴向进行旋合缠绕，并持续进行至丝杆的中部，随后所述皮带继续缠绕至远离放大模块输出轴一侧的丝杆外表面，且继续沿着其轴向路径旋合缠绕。
8、作为优选的，所述放大模块的输入轴位于其底部，所述皮带的横截面为倒梯形，用于允许皮带可嵌入并位于丝杆相邻螺纹之间的凹陷处，且所述皮带的每一个循环缠绕都对应丝杆上的一个螺纹螺距。
9、作为优选的，所述第一吸收杆和第二吸收杆的材质均为铝合金，所述第一吸收杆和第二吸收杆的中部均朝向外壳底部的中心处凸出，所述第一吸收杆与第二吸收杆中部凸出的比例为2:3，所述第一吸收杆和第二吸收杆整体均朝向靠近外壳底部的一侧倾斜，所述第一吸收杆与第二吸收杆倾斜的比例为3:4。
10、作为优选的，所述放大模块的传动比为1：3。
11、作为优选的，所述皮带的中部与光栅传感器的感应区域对齐，且该位置被定义为测量的参考点，所述光栅传感器的分辨率为0.001mm，所述光栅传感器的量程为±15cm，且其精度为±0.05mm。
12、作为优选的，远离所述放大模块输出轴一侧的丝杆表面被人为添加标记。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过集成放大模块将机械臂的转动幅度放大，并利用放大效应驱动丝杆转动，从而使丝杆能够依据放大的转动进行同步转动，并进一步使丝杆表面的皮带进行线性移动，而光栅传感器则会检测皮带的位移，并将其转换成角度信号，实现了对机械臂转动的高灵敏度监测，而通过放大转动并检测位移的方式，提高了角度检测的灵敏度与精度，即细微的转动偏差也能被有效捕捉，此外由于不再依赖复杂且成本高昂的光栅条纹设计，不仅降低了制造成本，还避免了过密条纹带来的信号噪声问题，提高了信噪比和测量稳定性。
14、与现有技术相比，角度传感主体通过将转动转化为移动，不仅可以捕捉细微的转动，同时还克服了传统光学编码器因分辨率受限而难以检测的难题，此外由于不再依赖光栅条纹，角度传感主体的制造成本相对于现有技术来说更低，且还降低了信号噪声引起的输出不同步问题，进而本方案更易于实施。
15、其中：将皮带设计为倒梯形，能够确保其与丝杆紧密贴合，减少滑动和间隙，从而提高位移传递的精确性和稳定性，进一步增强角度检测的准确性。
16、其中：通过集成放大模块，有效放大了机械臂的转动幅度，使得检测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.可调式角度传感器，包括外壳（11），其特征在于，所述外壳（11）内部设置有用于同步输出角度数值的角度传感主体（2），所述角度传感主体包括便于检测角度数值的两个丝杆（24）和一个皮带（25），两个所述丝杆（24）分别设置于外壳（11）的内部，所述皮带（25）分为两部分，且分别缠绕于两个丝杆（24）的外表面。
2.根据权利要求1所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述外壳（11）的四角处固定连接有连接板（12），所述外壳（11）的外表面固定连接有放大模块（13），所述外壳（11）的内壁上固定连接有光电模块（14），所述外壳（11）的内腔底部固定连接有光栅传感器（15），所述光电模块（14）和光栅传感器（15）均与外接控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述角度传感主体（2）包括两个传动套筒（21），靠近所述放大模块（13）输出轴一侧的传动套筒（21）固定连接于放大模块（13）的输出轴上，远离所述放大模块（13）输出轴一侧的传动套筒（21）转动连接于外壳（11）的内壁上，每个所述传动套筒（21）的外表面均固定连接有同步轮（
4.根据权利要求3所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述角度传感主体（2）还包括两个固定钉（26），所述固定钉（26）分别固定连接于皮带（25）与丝杆（24）的接触起始点，每个所述丝杆（24）远离放大模块（13）的一端均固定连接有抵触杆（27），所述外壳（11）贯穿内壁对称开设有运动槽，所述运动槽的内部均开设有限位槽（28），每个所述丝杆（24）远离放大模块（13）的一端均呈线性等距排布开设有若干个刻度槽（29）。
5.根据权利要求1所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述外壳（11）的内部设置有用于防止外界动作影响检测数值的应力吸收组件（3），所述应力吸收组件（3）包括若干个第一固定座（31），若干个所述第一固定座（31）均呈矩形等距排布固定连接于外壳（11）的底部，每两个所述第一固定座（31）相靠近的一面均固定连接有第一吸收杆（32），所述外壳（11）的底部中心处呈矩形等距排布固定连接有若干个第二固定座（33），每两个所述第二固定座（33）相靠近的一面均固定连接有第二吸收杆（34）。
6.根据权利要求4所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述皮带（25）以靠近放大模块（13）输出轴一侧的丝杆（24）外表面为接触起始点，且所述皮带（25）沿着丝杆（24）的轴向进行旋合缠绕，并持续进行至丝杆（24）的中部，随后所述皮带（25）继续缠绕至远离放大模块（13）输出轴一侧的丝杆（24）外表面，且继续沿着其轴向路径旋合缠绕。
7.根据权利要求6所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述放大模块（13）的输入轴位于其底部，所述皮带（25）的横截面为倒梯形，用于允许皮带（25）可嵌入并位于丝杆（24）相邻螺纹之间的凹陷处，且所述皮带（25）的每一个循环缠绕都对应丝杆（24）上的一个螺纹螺距。
8.根据权利要求5所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述第一吸收杆（32）和第二吸收杆（34）的材质均为铝合金，所述第一吸收杆（32）和第二吸收杆（34）的中部均朝向外壳（11）底部的中心处凸出，所述第一吸收杆（32）与第二吸收杆（34）中部凸出的比例为2:3，所述第一吸收杆（32）和第二吸收杆（34）整体均朝向靠近外壳（11）底部的一侧倾斜，所述第一吸收杆（32）与第二吸收杆（34）倾斜的比例为3:4。
9.根据权利要求2所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述放大模块（13）的传动比为1：3。
10.根据权利要求4所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述皮带（25）的中部与光栅传感器（15）的感应区域对齐，且该位置被定义为测量的参考点，所述光栅传感器（15）的分辨率为0.001mm，所述光栅传感器（15）的量程为±15cm，且其精度为±0.05mm。
...【技术特征摘要】
1.可调式角度传感器，包括外壳（11），其特征在于，所述外壳（11）内部设置有用于同步输出角度数值的角度传感主体（2），所述角度传感主体包括便于检测角度数值的两个丝杆（24）和一个皮带（25），两个所述丝杆（24）分别设置于外壳（11）的内部，所述皮带（25）分为两部分，且分别缠绕于两个丝杆（24）的外表面。
2.根据权利要求1所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述外壳（11）的四角处固定连接有连接板（12），所述外壳（11）的外表面固定连接有放大模块（13），所述外壳（11）的内壁上固定连接有光电模块（14），所述外壳（11）的内腔底部固定连接有光栅传感器（15），所述光电模块（14）和光栅传感器（15）均与外接控制器电性连接。
3.根据权利要求2所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述角度传感主体（2）包括两个传动套筒（21），靠近所述放大模块（13）输出轴一侧的传动套筒（21）固定连接于放大模块（13）的输出轴上，远离所述放大模块（13）输出轴一侧的传动套筒（21）转动连接于外壳（11）的内壁上，每个所述传动套筒（21）的外表面均固定连接有同步轮（22），两个所述同步轮（22）之间传动连接有同步带（23），所述丝杆（24）均滑动连接于传动套筒（21）的内部。
4.根据权利要求3所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述角度传感主体（2）还包括两个固定钉（26），所述固定钉（26）分别固定连接于皮带（25）与丝杆（24）的接触起始点，每个所述丝杆（24）远离放大模块（13）的一端均固定连接有抵触杆（27），所述外壳（11）贯穿内壁对称开设有运动槽，所述运动槽的内部均开设有限位槽（28），每个所述丝杆（24）远离放大模块（13）的一端均呈线性等距排布开设有若干个刻度槽（29）。
5.根据权利要求1所述的可调式角度传感器，其特征在于：所述外壳（11）的内部设置有用于防止外界动作影响检测数值的应力吸收组件（3），所述应力吸收组件（3）包括若干个第一固定座（3...
【专利技术属性】
技术研发人员：张田田，弗拉基米尔·尼泽夫罗曼，顾康琰，单晓宁，
申请(专利权)人：杭州翎贤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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