一种集成式角度传感器组件的制作方法

本实用新型涉及应用于航空、电子、机械、纺织、船舶、冶金、汽车行业、工控齿轮测速、齿条测位移等测量技术领域，尤其涉及一种集成式角度传感器组件。

背景技术：

目前应用于工业机器设备上的输出信号传感器有两种形式。其一为机械式，也就是接触式，其通过电刷和电阻基片滑动接触，随着相对位移，电阻值改变，输出电压信号相应改变，这种机械部件易产生磨损，或随着工业机器设备的震动，接触片有可能产生瞬间脱开，接触不良；而且在应用过程中由于电刷和电阻基片的磨损屑会附着在电刷和电阻基片之间，会产生接触不良或输出阻值的改变，最后导致信号无法正常传输，使用寿命受到限制。其二为非接触式，采用霍尔效应，即利用霍尔元件的输出电压与外加磁场以及磁声与元件法线夹角的余弦成比例的关系原理，在与旋输出轴连接的旋转的转子的前端设置有磁铁，并利用磁铁有间隔并且相对的磁敏传感器来检测转子角位移的旋转角。角度传感器采用高性能智能集成磁敏感元件，将机械转动或角位移转化为电信号输出，非接触测量。它是替代光学编码器、旋转变压器、导电塑料电位器的理想产品。

现有技术在测量角度旋转的技术上通常采用电位计、光电编码器、旋转变压器等方式，普遍具有体积大、有接触式测量、需要转接机构安装(联轴器)长期工作对使用环境和安装工艺要求比较高的特点，安全性可靠性偏差；这些问题主要是由于现有技术路线带来的。如电位计，是滑动变阻器的工作原理，把转动角度转变成触点不同位置的电信号来测量的方法，确定是安装同心度要求高，触点磨损会造成丢数据丢失等；光电编码器和旋转变压器的工作方式体积大，安装固定复杂，有转动摩擦影响，在狭小空间无空间安装，功耗大等缺点。尤其是在需要多个传感器配合测量时，每个传感器作为一个独立个体安装在待测机构中，需要设计特定的转接机构和待测的结构相连接，导致传感器组占用空间较大，结构紧凑性较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供了一种集成式角度传感器组件，包括：

基座，所述基座至少包括第一安装部和第二安装部，所述第一安装部与所述第二安装部成预设角度，所述第一安装部上开设有第一穿线孔，所述第二安装部上开设有第二穿线孔；

第一角度传感器，所述第一角度传感器安装于所述第一安装部，且所述第一角度传感器的导线自所述第一穿线孔引出；

第二角度传感器，所述第二角度传感器安装于所述第二安装部，且所述第二角度传感器的导线自所述第二穿线孔引出。

进一步地，所述基座还包括：

第三安装部，所述第三安装部与所述第一安装部、所述第二安装部之间均形成预设角度，所述第三安装部上开设有第三穿线孔；

第三角度传感器，所述第三角度传感器安装于所述第三安装部，且所述第三角度传感器的导线自所述第三穿线孔引出。

进一步地，所述第一安装部、所述第二安装部和所述第三安装部形成门字形结构。

进一步地，所述第一安装部上开设有第一方形槽，所述第一角度传感器嵌设于所述第一方形槽内；

且/或，所述第二安装部上开设有第二方形槽，所述第二角度传感器嵌设于所述第二方形槽内；

且/或，所述第三安装部上开设有第三方形槽，所述第三角度传感器嵌设于所述第三方形槽内。

进一步地，所述第一安装部、所述第二安装部和所述第三安装部的外形规格相同，且各安装部的边长均为14-18mm，厚度均为5-6mm。

进一步地，所述第一方形槽、所述第二方形槽和所述第三方形槽的规格尺寸均相同，且各方形槽的边长均为8-11mm，深度均为4-5mm。

进一步地，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器和所述第三角度传感器均为霍尔传感器。

进一步地，其磁体到芯片之间的气隙空间为0.5-2mm。

本实用新型将至少两个角度传感器集成在一个基座上，将多路角度传感器集成为一体，避免了现有技术中每个传感器单独安装导致的空间占用较大的问题，降低了角度传感器组件的总体积，提高了传感器的空间利用率；同时，各角度传感器分别安装，避免了相互之间产生的干扰，使得工作摩擦力为零，提高了装置的稳定性和可靠性，且能够有效降低功耗。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型所提供的集成式角度传感器组件一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示集成式角度传感器组件中基座的结构示意图。

附图标记说明：

1-基座11-第一安装部12-第二安装部13-第三安装部

14-第一方形槽15-第二方形槽

2-第一角度传感器3-第二角度传感器4-第三角度传感器

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型提供的集成式角度传感器组件为解决在小空间三路角度控制应用设计开发的结构。总体来讲，传感器体积尽可能小，安装尽可能简单，工作摩擦阻力最低，确保长期工作的稳定性和可靠性。基于以上限制条件，设计方案采用霍尔传感技术，把多路传感器设计为一体，传感器工作采用分体安装工作的技术路线，并解决了多路传感器磁场的互相干扰和体积最小化之间的矛盾，以及实现了多个传感器的非接触工作。

在一种具体实施方式中，如图1和图2所示，本实用新型提供的集成式角度传感器组件包括基座1、第一角度传感器2和第二角度传感器3；其中，所述基座1至少包括第一安装部11和第二安装部12，所述第一安装部11与所述第二安装部12成预设角度，所述第一安装部11上开设有第一穿线孔，所述第二安装部12上开设有第二穿线孔；所述第一角度传感器2安装于所述第一安装部11，且所述第一角度传感器的导线自所述第一穿线孔引出；所述第二角度传感器3安装于所述第二安装部12，且所述第二角度传感器的导线自所述第二穿线孔引出。

以三路传感器为例，所述基座1还包括第三安装部13和第三角度传感器4，其中，所述第三安装部13与所述第一安装部11、所述第二安装部12之间均形成预设角度，所述第三安装部13上开设有第三穿线孔；所述第三角度传感器4安装于所述第三安装部13，且所述第三角度传感器的导线自所述第三穿线孔引出。

具体地，如图1所示，第一安装部11、所述第二安装部12和所述第三安装部13形成门字形结构，也就是说，各安装部均为板状结构，板状结构以立板连接的形式形成一端开口的门字形结构。

为了提高传感器的安装便利性和稳定性，第一安装部11上开设有第一方形槽14，所述第一角度传感器2嵌设于所述第一方形槽14内；所述第二安装部12上开设有第二方形槽15，所述第二角度传感器3嵌设于所述第二方形槽15内；所述第三安装部13上开设有第三方形槽，所述第三角度传感器4嵌设于所述第三方形槽内。

从加工的角度来讲，上述基座1可以由一个长方体结构加工而成，其中，一个外立面由外向中心被加工圆柱形的安装面，并通过长方形墙体结构和对面隔开；长方体上和这个圆柱面相对的面由外向内沿中心挖进一个长方体凹陷结构，这个凹陷结构三个边封闭，一个边和外界挖通，底边和相对的有圆柱安装面的部分有实体结构隔断；另外三个相邻的实体结构部分(即三个安装部)，朝外的面都是一个正方形结构，沿正方形的中心由外向内挖进去一个正方体凹槽(即各面上的方形槽)，不挖通，由实体结构和背面隔断开。

具体地，所述第一角度传感器2、所述第二角度传感器3和所述第三角度传感器4均为霍尔传感器。霍尔传感技术电路系统简单，工作原理是通过电路检测与之配对的磁体磁场强度的变化来反馈旋转角度的变化量。三路传感器同时工作首先需要满足三块与之对应的磁体互相之间不发生干扰，每个传感器的电路只随着与之对应的磁体场强的变化而引起电信号的变化。

为了提高传感器性能，可选取不同的高导磁材料用来加工可以放置三个传感器电路的基座1，坡莫合金、电工纯铁、45号钢、a3钢是最初试用加工基座1的材料，然后设计不同尺寸的基座1形状，安装好电路安装和电路配对的磁体，通过实际测试检测不同外形结构、不同材质条件下传感器工作的抗干扰性能，同时确定磁体距离电路的气隙范围。磁体距离电路过远会使灵敏度降低，磁体距离电路过近会使电路饱和传感器无法正常工作。最终通过实验结果确定一个最优的材料、最佳的外形尺寸、磁体的气隙范围，作为最终安装参考依据。在解决难点二的时候会用到这个气隙范围，把磁体固定在待检测轴的轴心，在确保气隙范围的条件下和传感器电路配对安装。

基于上述原理，优选地，所述第一安装部11、所述第二安装部12和所述第三安装部13的外形规格相同，且各安装部的边长均为14-18mm，厚度均为5-6mm。所述第一方形槽14、所述第二方形槽15和所述第三方形槽的规格尺寸均相同，且各方形槽的边长均为8-11mm，深度均为4-5mm。其磁体到芯片之间的气隙空间为0.5-2mm。

本实用新型将至少两个角度传感器集成在一个基座1上，将多路角度传感器集成为一体，避免了现有技术中每个传感器单独安装导致的空间占用较大的问题，降低了角度传感器组件的总体积，提高了传感器的空间利用率；同时，各角度传感器分别安装，避免了相互之间产生的干扰，使得工作摩擦力为零，提高了装置的稳定性和可靠性，且能够有效降低功耗。

应当理解的是，尽管可以在文中使用术语前、后等来描述元件、部件、区域、层和/或部段的位置，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来表示件、部件、区域、层或部段的连接关系。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。