一种改进的旋转角度传感器的制作方法

本实用新型涉及角度传感器领域，具体是涉及一种改进的旋转角度传感器。

背景技术：

角度传感器技术是目前市场上非常成熟的一种技术，主要是通过转轴带动电刷在电阻环上旋转从而输出不同的电阻值来确定当前转轴的转动角度，控制机构依据角度传感器输出的电阻值作出控制决策，从而达到自动控制的目的。市场上现有的小型角度传感器外观造型普通，结构比较复杂，制造、装配成本高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种改进的旋转角度传感器，该角度传感器结构简单、加工成本低、易于装配。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种改进的旋转角度传感器，包括外壳、转轴、套在转轴上的铜套、用于安装电刷的电刷座以及设有电阻环的PCB电路板，所述电刷座、PCB电路板位于所述外壳内，所述铜套嵌装在所述外壳上且在外壳注塑时与外壳成为一体，所述转轴嵌装在所述电刷座上且在电刷座注塑时与电刷座成为一体。

进一步的，所述外壳呈环状结构，所述外壳一端形成用于安装所述铜套的安装孔，所述外壳另一端设有端盖；所述安装孔内壁设有凸圈，所述凸圈与所述铜套外侧面的凹槽嵌装配合。

进一步的，该角度传感器还包括第一短端子、第二短端子、长端子，所述第一短端子、第二短端子、长端子均呈条形板结构，所述条形板一端为安装在所述端盖内侧面的第一板段，所述条形板另一端为与所述PCB电路板电连接的第二板段，所述第一板段、第二板段的板面平行且板面之间存在间距，所述端盖压装所述外壳上实现所述第二板段板面弹性接触在所述PCB电路板上，所述第一板段伸出所述端盖之外形成与外部元器件电连接的连接端。

进一步的，所述PCB电路板上还设有圆形导片，所述圆形导片位于所述电阻环内，所述圆形导片、电阻环均由碳油层构成，所述电刷包括在所述电阻环上旋转移动的第一刷端以及在所述圆形导片上旋转移动的第二刷端；所述电阻环为开口环，所述第一短端子的第二板段通过所述PCB电路板实现与所述电阻环其中一开口端电连接，所述第二短端子的第二板段通过所述PCB电路板实现与所述电阻环另一开口端电连接，所述长端子的第二板段通过所述PCB电路板实现与所述第二刷端电连接。

进一步的，所述第二板段上设有使得第二板段形成分叉式接触端的U形缺口，所述U形缺口由第二板段开始沿条形板长度方向延伸至所述第一板段处。

上述技术方案的有益效果主要体现在以下几个方面：

(1)本实用新型将铜套作为嵌件在外壳注塑时使之与外壳成为一体，在降低加工成本的同时可以保证铜套外侧面的螺纹强度以及内侧面的耐磨性。所述转轴作为嵌件在电刷座注塑时使之与电刷座成为一体，该结构可以降低转轴与电刷座之间的装配成本。本实用新型结构更简单、加工成本低、易于装配。

(2)所述凸圈与凹槽的嵌装配合使得外壳与铜套之间的结合作用更强，结构稳定性更好。所述外壳上用于安装端盖的一端形成元器件安装口，在装配时，所述转轴与电刷座的一体结构通过所述安装口首先安装在所述外壳内，其中所述转轴穿插在所述铜套内，接着将所述PCB电路板安装在所述外壳内，使得所述电刷座上的电刷可以在PCB电路板的电阻环上旋转移动，之后将所述端盖压装在所述外壳的安装口处。本实用新型装配简单、快速、成本更低。

(3)所述第一板段、第二板段一高一低设置使得条形板在承受垂直于第一板段、第二板段板面方向的作用力时可以产生一定的弹性变形。即当所述端盖压装在所述外壳上时，所述第二板段的板面与所述PCB电路板便形成弹性接触，本实用新型避免了传统结构中端子需要与PCB电路板焊接的工序，由于本实用新型无需焊接，所以PCB电路板没有经过高温，相应PCB电路板上的碳油层线性度不受影响。

(4)本实用新型为了使得第一刷端、第二刷端在旋转移动过程中与PCB电路板形成的刷动摩擦力大小一致，将所述电阻环、圆形导片的表面均设置为碳油层。该结构还使得电阻值变化与转轴转动角度变化呈线性关系，进一步保证了转轴角度测定的准确性。

(5)所述分叉式接触端可以保证第二板段与PCB电路板接触的可靠性，还能降低接触压力，U形缺口的设计还能减少热的传导，进一步提高角度传感器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型轴向剖视图。

图2为PCB电路板的结构示意图。

图3为端盖内侧面示意图。

图4为端子与PCB电路板弹性接触示意图。

图5为本实用新型使用时相应的等效电路连接图。

图中标注符号的含义如下：

1-外壳 2-转轴 3-铜套 4-电刷 4-1-第一刷端 4-2-第二刷端

5-电刷座 6-PCB电路板 6-1-电阻环 6-2-圆形导片 7-端盖

8-第一短端子 9-第二短端子 10-长端子a-第一板段b-第二板段

具体实施方式

现结合附图说明本实用新型的结构特点：

本实用新型包括外壳1、转轴2、套在转轴2上的铜套3、用于安装电刷4的电刷座5以及设有电阻环6-1的PCB电路板6，所述电刷座5、PCB电路板6位于所述外壳1内，所述铜套3嵌装在所述外壳1上且在外壳1注塑时与外壳1成为一体，所述转轴2嵌装在所述电刷座5上且在电刷座5注塑时与电刷座5成为一体。本实用新型将铜套3作为嵌件在外壳1注塑时使之与外壳1成为一体，在降低加工成本的同时可以保证铜套3外侧面的螺纹强度以及内侧面的耐磨性。所述转轴2作为嵌件在电刷座5注塑时使之与电刷座5成为一体，该结构可以降低转轴2与电刷座5之间的装配成本。本实用新型结构更简单、加工成本低、易于装配。

所述外壳1呈环状结构，所述外壳1一端形成用于安装所述铜套3的安装孔，所述外壳1另一端设有端盖7；所述安装孔内壁设有凸圈，所述凸圈与所述铜套3外侧面的凹槽嵌装配合。所述凸圈与凹槽的嵌装配合使得外壳1与铜套3之间的结合作用更强，结构稳定性更好。所述外壳1上用于安装端盖7的一端形成元器件安装口，在装配时，所述转轴2与电刷座5的一体结构通过所述安装口首先安装在所述外壳1内，其中所述转轴2穿插在所述铜套3内，接着将所述PCB电路板6安装在所述外壳1内，使得所述电刷座5上的电刷4可以在PCB电路板6的电阻环6-1上旋转移动，之后将所述端盖7压装在所述外壳1的安装口处。本实用新型装配简单、快速、成本更低。

该角度传感器还包括第一短端子8、第二短端子9、长端子10，所述第一短端子8、第二短端子9、长端子10均呈条形板结构，所述条形板一端为安装在所述端盖7内侧面的第一板段a，所述条形板另一端为与所述PCB电路板6电连接的第二板段b，所述第一板段a、第二板段b的板面平行且板面之间存在间距，所述端盖7压装所述外壳1上实现所述第二板段b板面弹性接触在所述PCB电路板6上，所述第一板段a伸出所述端盖7之外形成与外部元器件电连接的连接端。所述第一板段a、第二板段b一高一低设置使得条形板在承受垂直于第一板段a、第二板段b板面方向的作用力时可以产生一定的弹性变形。即当所述端盖7压装在所述外壳1上时，所述第二板段b的板面与所述PCB电路板6便形成弹性接触，本实用新型避免了传统结构中端子需要与PCB电路板焊接的工序，由于本实用新型无需焊接，所以PCB电路板6没有经过高温，相应PCB电路板6上的碳油层线性度不受影响。

所述PCB电路板6上还设有圆形导片6-2，所述圆形导片6-2位于所述电阻环6-1内，所述圆形导片6-2、电阻环6-1均由碳油层构成，所述电刷4包括在所述电阻环6-1上旋转移动的第一刷端4-1以及在所述圆形导片6-2上旋转移动的第二刷端4-2；所述电阻环6-1为开口环，所述第一短端子8的第二板段b通过所述PCB电路板6实现与所述电阻环6-1其中一开口端电连接，所述第二短端子9的第二板段b通过所述PCB电路板6实现与所述电阻环6-1另一开口端电连接，所述长端子10的第二板段b通过所述PCB电路板6实现与所述第二刷端4-2电连接，相应的等效电路连接图如附图5所示，图中所示电阻表示本实用新型中所述电阻环，所述箭头表示所述第一刷端。本实用新型为了使得第一刷端a、第二刷端b在旋转移动过程中与PCB电路板6形成的刷动摩擦力大小一致，将所述电阻环6-1、圆形导片6-2的表面均设置为碳油层，该结构还使得电阻值变化与转轴2转动角度变化呈线性关系，进一步保证了转轴2角度测定的准确性。

所述第二板段b上设有使得第二板段b形成分叉式接触端的U形缺口，所述U形缺口由第二板段b开始沿条形板长度方向延伸至所述第一板段a处。所述分叉式接触端可以保证第二板段b与PCB电路板6接触的可靠性，还能降低接触压力，U形缺口的设计还能减少热的传导，进一步提高角度传感器的使用寿命。