三余度高精度输出的正余弦旋转变压器的制作方法

本发明属于旋转变压器，具体涉及一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器。

背景技术：

1、旋转变压器作为一种轴角传感器，在伺服系统、液压驱动系统和随动系统中得到广泛应用。在航空、航海武器装备液压驱动系统工作时为减少系统故障率，提高其可靠性及安全性，因此多冗余设计是很有必要的措施。目前双余度正余弦旋转变压器较为广泛，但随着对稳定性和可靠性的提升，双余度变压器已无法再满足。针对这一情况，需要提出一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器。但是由于现有双余度正余弦旋转变压器多采用串联形式，若简单增加串联传感器的个数，虽然能够实现三余度的功能，但会存在更多需要解决的问题。例如，串联的传感器共用一根传感器转子轴，会对可靠性产生不利影响。还有，变压器在装配时需要将各传感器调整至电气零位，若串联则会增加装配时零位的调整难度。此外，串联的变压器会增加轴向空间的占用，若径向空间大而轴向空间小，则无法很好的采用此种结构的变压器。

2、所以需要提出一种可靠的三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，更重要的是该变压器具有高精度输出。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，通过将传感器并联，实现三余度信号的高精度输出的功能。

2、本发明所采用的技术方案是：一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，包括设置在壳体、单通道变压器以及电连接器，其特征在于：所述壳体为一个筒状部件，壳体的前端通过轴承在轴心处连接有连轴齿轮，连轴齿轮的轴杆上设有一个主动齿轮；所述单通道传感器有相同的三组，三组单通道传感器的壳体通过支撑架均匀分布在壳体内；所述单通道传感器中转子轴的输入端同轴固定有消隙齿轮组件；所述三组单通道传感器的消隙齿轮组件与主动齿轮啮合，三个消隙齿轮组件绕主动齿轮均匀分布。

3、进一步，所述消隙齿轮组件由动齿、拉簧和静齿组成；静齿同轴固定在单通道传感器中转子轴的输入端，动齿套装在静齿前端的齿轮轴上，并通过挡圈进行动齿的轴向限位；静齿和动齿之间设有拉簧，拉簧的两端分别与静齿和动齿相对的端面连接，拉簧始终具有回弹力；静齿和动齿与主动齿轮啮合。

4、进一步，所述静齿在后端的轴心位置为一个套筒，静齿通过筒套装在转子轴的前端形成间隙配合，套筒与转子轴之间通过一个垂直轴线的圆柱销固定连接。

5、进一步，所述静齿和动齿相对的端面之间设有一圈凹槽，拉簧设置在凹槽内。

6、进一步，所述支撑架为圆形，支撑架上绕中心均匀分布有三个贯通的安装孔，所述三组相同的单通道传感器的前端分别固定在安装孔内，所述转子轴以及固定在转子轴前端的消隙齿轮组件从支撑架的安装孔中伸出。

7、进一步，所述单通道传感器的壳体在靠近前端的外壁上设有一圈下凹的定位槽，定位槽的前侧设有一圈凸起的挡台，挡台的前侧与单通道传感器的壳体前端留有距离，挡台的直径大于支撑架安装孔的孔径，外壳的前端伸入支撑架的安装孔通过挡台限位；单通道传感器的壳体与支撑架之间通过卡装在定位槽内的压板固定连接。

8、进一步，所述压板的板面为耳状部件，板面厚度与定位槽的宽度适配，压板的一侧边为圆弧，该圆弧与定位槽卡装贴合；压板的另一侧边设有垂直伸出板面的定位板，伸出的距离与传感器壳体的挡台厚度一致；压板的板面上设有定位孔，支撑架与压板之间通过穿过定位孔的螺钉连接。

9、进一步，所述单通道传感器通过两个压板与支撑架固定。

10、进一步，所述单通道传感器包括传感器壳体组件和转子组件；

11、所述传感器壳体组件包括传感器壳体、定子组件和环变初级组件；所述传感器壳体为一个中心贯通的圆柱体部件，圆柱内腔中间隔固定有定子组件和环变初级组件；传感器壳体的前端与支撑架固定，传感器壳体的后端固定有后盖；

12、所述转子组件包括转子轴、转子叠层以及环变次级组件；转子叠层和环变次级组件间隔固定在转子轴上，转子轴通过轴承连接在传感器壳体的轴心位置，转子叠层与定子组件的位置对应，环变次级组件和环变初级组件对应；转子轴的前端伸出传感器壳体的前端，所述消隙齿轮组件固定在转子轴的前端。

13、进一步，所述传感器壳体的后盖上设有通孔用于引线通过，后盖对应通孔的位置设有出线护套。

14、本发明的有益效果是：由于将三组相同的单通道传感器通过输入端的消隙齿轮组件与转轴齿轮同时啮合，所以当转轴齿轮转动时可同时带动三个单通道传感器工作，进而实现三个单通道传感器的等速等角度同步工作模式，三冗余设计大大提高了产品工作的可靠性和安全性。通过将三个单通道传感器设为并联的结构，解决了原有串联所存在的问题。同时，消隙齿轮组件消除了齿轮传动过程产生的机械传动误差，也就是空程误差，保证了正余弦旋转变压器的输出精度。

技术特征：

1.一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，包括设置在壳体、单通道变压器以及电连接器，其特征在于：所述壳体为一个筒状部件，壳体的前端通过轴承在轴心处连接有连轴齿轮，连轴齿轮的轴杆上设有一个主动齿轮；所述单通道传感器有相同的三组，三组单通道传感器的壳体通过支撑架均匀分布在壳体内；所述单通道传感器中转子轴的输入端同轴固定有消隙齿轮组件；所述三组单通道传感器的消隙齿轮组件与主动齿轮啮合，三个消隙齿轮组件绕主动齿轮均匀分布。

2.如权利要求1所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述消隙齿轮组件由动齿、拉簧和静齿组成；静齿同轴固定在单通道传感器中转子轴的输入端，动齿套装在静齿前端的齿轮轴上，并通过挡圈进行动齿的轴向限位；静齿和动齿之间设有拉簧，拉簧的两端分别与静齿和动齿相对的端面连接，拉簧始终具有回弹力；静齿和动齿与主动齿轮啮合。

3.如权利要求2所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述静齿在后端的轴心位置为一个套筒，静齿通过筒套装在转子轴的前端形成间隙配合，套筒与转子轴之间通过一个垂直轴线的圆柱销固定连接。

4.如权利要求2所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述静齿和动齿相对的端面之间设有一圈凹槽，拉簧设置在凹槽内。

5.如权利要求1所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述支撑架为圆形，支撑架上绕中心均匀分布有三个贯通的安装孔，所述三组相同的单通道传感器的前端分别固定在安装孔内，所述转子轴以及固定在转子轴前端的消隙齿轮组件从支撑架的安装孔中伸出。

6.如权利要求5所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述单通道传感器的壳体在靠近前端的外壁上设有一圈下凹的定位槽，定位槽的前侧设有一圈凸起的挡台，挡台的前侧与单通道传感器的壳体前端留有距离，挡台的直径大于支撑架安装孔的孔径，外壳的前端伸入支撑架的安装孔通过挡台限位；单通道传感器的壳体与支撑架之间通过卡装在定位槽内的压板固定连接。

7.如权利要求6所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述压板的板面为耳状部件，板面厚度与定位槽的宽度适配，压板的一侧边为圆弧，该圆弧与定位槽卡装贴合；压板的另一侧边设有垂直伸出板面的定位板，伸出的距离与传感器壳体的挡台厚度一致；压板的板面上设有定位孔，支撑架与压板之间通过穿过定位孔的螺钉连接。

8.如权利要求7所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述单通道传感器通过两个压板与支撑架固定。

9.如权利要求1所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述单通道传感器包括传感器壳体组件和转子组件；

10.如权利要求1所述的一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，其特征在于：所述传感器壳体的后盖上设有通孔用于引线通过，后盖对应通孔的位置设有出线护套。

技术总结
本发明公开了一种三余度高精度输出的正余弦旋转变压器，包括设置在壳体、单通道变压器以及电连接器，壳体为一个筒状部件，壳体的前端通过轴承在轴心处连接有连轴齿轮，连轴齿轮的轴杆上设有一个主动齿轮；单通道传感器有相同的三组，三组单通道传感器的壳体通过支撑架均匀分布在壳体内；单通道传感器中转子轴的输入端同轴固定有消隙齿轮组件；三组单通道传感器的消隙齿轮组件与主动齿轮啮合，三个消隙齿轮组件绕主动齿轮均匀分布。实现三个单通道传感器的等速等角度同步工作模式，三冗余设计大大提高了产品工作的可靠性和安全性。消隙齿轮组件消除了齿轮传动过程产生的机械传动误差，也就是空程误差，保证了正余弦旋转变压器的输出精度。

技术研发人员：胡鹏,魏健
受保护的技术使用者：陕西东方航空仪表有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12