[發(fā)明專利]一種雙差動電容式力矩傳感器

在審

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• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN106969864A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳琳;莫超亮;潘海鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西安博特智能科技有限公司
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種雙差動電容式力矩傳感器，其特征在于：它至少包括傳感器外圈(1)、若干變形梁(2)、傳感器內(nèi)圈(3)、電容動電極部分(4)、過載保護部分(5)、基板(6)和電容靜電極部分(7)；所述電容動電極部分(4)至少包括第一動電極(4-1)、第二動電極(4-2)、第三動電極(4-3)、第四動電極(4-4)；所述電容靜電極部分(7)至少包括第一靜電極(7-1)、第二靜電極(7-2)、第三靜電極(7-3)、第四靜電極(7-4)；所述電容動電極部分(4)和所述電容靜電極部分(7)構(gòu)成雙差動式垂直電極型電容器(13)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙差動電容式力矩傳感器，其特征在于：所述雙差動式垂直電極型電容器(13)是指：所述第一動電極(4-1)垂直于第一靜電極(7-1)，且兩電極間存在一定間隙，構(gòu)成具有電容邊緣效應(yīng)的第一電容器(13-1)；所述第二動電極(4-2)垂直于第二靜電極(7-2)，且兩電極間存在一定間隙，構(gòu)成具有電容邊緣效應(yīng)的第二電容器(13-1)；所述第三動電極(4-3)垂直于第三靜電極(7-3)，且兩電極間存在一定間隙，構(gòu)成具有電容邊緣效應(yīng)的第三電容器(13-3)；所述第四動電極(4-4)垂直于第四靜電極(7-4)，且兩電極間存在一定間隙，構(gòu)成具有電容邊緣效應(yīng)的第四電容器(13-4)；所述第一電容器(13-1)與第三電容器(13-3)關(guān)于x軸對稱分布，構(gòu)成差動結(jié)構(gòu)一；所述第二電容器(13-2)與第四電容器(13-4)關(guān)于y軸對稱分布，構(gòu)成差動結(jié)構(gòu)二；差動結(jié)構(gòu)一與差動結(jié)構(gòu)二之間呈正交分布，構(gòu)成雙差動式結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙差動電容式力矩傳感器，其特征在于：所述差動結(jié)構(gòu)一是指：當(dāng)所述第一電容器(13-1)電極極距改變Δh時，其電容量為C₁，則所述第三電容器(13-3)電極極距改變-Δh，其電容量為C₃，以(C₁-C₃)的差值作為力矩檢測的輸入信號端1；所述差動結(jié)構(gòu)二是指：當(dāng)所述第二電容器(13-2)電極極距改變Δh時，其電容量為C₂，則所述第四電容器(13-4)電極極距改變-Δh，其電容量為C₄，以(C₂-C₄)的差值作為力矩檢測的輸入信號端2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙差動電容式力矩傳感器，其特征在于：所述過載保護部分(5)至少包括過載保護梁(14)、過載保護塊(15)；所述過載保護梁(14)為固連于傳感器內(nèi)圈(3)外緣的懸臂梁，梁上設(shè)有凸塊和螺紋孔(16)，凸塊作為電容第二動電極(4-2)和第四動電極(4-4)使用；所述過載保護塊(15)為L型結(jié)構(gòu)，其通過螺紋孔(16)固定于過載保護梁(14)末端兩側(cè)，且所述過載保護塊(15)與所述傳感器外圈(1)之間存在一定的間隙；所述過載保護部分(5)起到過載保護和充當(dāng)電容動電極的雙重作用。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙差動電容式力矩傳感器，其特征在于：所述基板(6)上開設(shè)有環(huán)型槽(11)和矩形槽(12)，同時分布著電容靜電極部分(7)和傳感器所用感應(yīng)元件及檢測電路，所述環(huán)型槽(11)用于將基板(6)固定在傳感器外圈(1)上，所述矩形槽(12)處用于放置電容動電極部分(4)。