[发明专利]滑动式摩擦电环形运动传感器、环形运动定位平台及测试方法

权利要求书

1.一种滑动式摩擦电环形运动传感器，其特征在于，包括：

环形导轨(101)；

定子电极(102)，自下而上包括基底(1021)和金属电极层(1022)，所述基底(1021)通过定位螺钉(104)安装于所述环形导轨(101)上，所述金属电极层(1022)包括N组金属电极对，N≥4，每组电极对由两个环形叉指电极组成，整体形状为环形，并沿周向错位分布，错位角度为单个叉指电极周期α的2N/1；

PTFE栅格(103)，所述PTFE栅格(103)为扇形，包括凸起部分和凹陷部分，所述凸起部分占所述扇形宽度的1.3°，所述凹陷部分占所述扇形宽度的1.7°，所述PTFE栅格(103)相对于所述环形导轨(101)移动，使得所述PTFE栅格(103)与所述金属电极层(1022)形成滑动副以产生滑动摩擦，进而在每个金属电极对的两个叉指金属电极之间产生交流信号。

2.根据权利要求1所述的滑动式摩擦电环形运动传感器，其特征在于，所述PTFE栅格(103)由电负性材料PTFE组成，所述金属电极层(1022)由电正性材料铜组成，所述基底(1021)由绝缘材料FR-4组成。

3.一种基于滑动式摩擦电环形运动传感器的环形运动定位平台，其特征在于，基于上述权利要求1-2所述的滑动式摩擦电环形运动传感器，包括：台面(401)和台座(402)，其中，

所述台面(401)包括所述滑动式摩擦电环形运动传感器(10)、轴承(4011)、驱动轴(4012)、驱动连杆(4013)、限位连杆(4014)、预紧弹簧(4015)和铝合金运动滑块(4016)；

所述台座(402)包括台座支撑杆(4021)、联轴器(4022)、电机座(4023)、伺服电机(4024)和平台底座(4025)。

4.根据权利要求3所述的基于滑动式摩擦电环形运动传感器的环形运动定位平台，其特征在于，所述驱动轴(4012)由所述轴承(4011)进行限位，所述驱动轴(4012)顶端轴孔连接所述驱动连杆(4013)，并通过锁紧螺母(4017)使所述驱动连杆(4013)与所述驱动轴(4012)无相对运动，保证其与所述驱动轴(4012)同步旋转。

5.根据权利要求4所述的基于滑动式摩擦电环形运动传感器的环形运动定位平台，其特征在于，所述驱动连杆(4013)的末端布置有三个限位孔，用于与限位连杆(4014)进行轴孔配合，所述限位连杆(4014)的末端布置有外螺纹，与所述铝合金滑块的三个螺纹孔进行螺钉连接，并通过所述预紧弹簧(4015)对所述铝合金滑块施加预紧，使其贴附于四路叉指电极上。

6.根据权利要求3所述的基于滑动式摩擦电环形运动传感器的环形运动定位平台，其特征在于，所述滑动式摩擦电环形运动传感器中的PTFE栅格(103)上方安装与所述铝合金滑块下方，使所述铝合金滑块与所述PTFE栅格(103)同步环形移动。

7.一种滑动式摩擦电环形运动传感器的测试方法，其特征在于，基于上述权利要求1-2所述的滑动式摩擦电环形运动传感器，包括以下步骤：

步骤S1，采集每组金属电极对的两个叉指金属电极之间产生所述交流信号，并对所述交流信号依次进行直流滤波、放大、滞回比较、零值比较和异或门比较，得到两路数字方波信号；

步骤S2，根据所述两路差分方波信号的频率计算所述铝合金滑块的移动速度；

步骤S3，根据方波信号的上下边沿跳变总数计算所述铝合金滑块的角位移量。