多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法及成型工装

摘要

本发明公开了一种多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法，包括以下步骤：制作电阻带：在聚酰亚胺薄膜上设置导电塑料和电极形成电阻带；线性修刻；螺旋成型：将电阻带卷绕在成型工装外并呈螺旋形；固化：将中温固化胶膜包裹在螺旋形的电阻带外使其固化成型；脱模：拆卸成型工装，得到整体圆筒状的电阻体。本发明还公开了一种成型工装，包括相互连接的两个第一成型杆体、两个第二成型杆体和四个定位销钉，两个第一成型杆体和两个第二成型杆体共同形成一个圆柱体形状。本发明使用寿命可达100万周以上，显著提高了电阻体以及采用该电阻体的电位器的使用寿命，提高了电阻体的线性精度；本发明的成型工装能够快速装拆，能够提高生产效率。

权利要求

1.一种多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、制作电阻带：将浆料状态的导电塑料通过印刷或模压的方式设于长带状的聚酰亚胺薄膜的表面，在聚酰亚胺薄膜上位于导电塑料两端外的位置分别印刷电极，电极和导电塑料相互导通，导电塑料凝固后形成导电塑料电阻膜，导电塑料和电极都凝固后与聚酰亚胺薄膜共同形成电阻带，其中，聚酰亚胺薄膜、导电塑料电阻膜和电极的形状均为平行四边形且其对应的内角相同，两个电极分别与聚酰亚胺薄膜的长边方向的两端齐平，两个电极和导电塑料电阻膜均与聚酰亚胺薄膜的短边方向的两侧边缘之间留有间距；

步骤2、线性修刻：对电阻带上的导电塑料电阻膜进行激光线性修刻，使其线性度达到所需精度；

步骤3、螺旋成型：将电阻带卷绕在成型工装外并呈螺旋形，并使导电塑料电阻膜和电极均与成型工装的圆周外壁接触，每一圈电阻带之间留有间隙，成型工装采用尼龙或聚四氟乙烯材料制作；

步骤4、固化：将中温固化胶膜包裹在螺旋形的电阻带外使其固化成型；

步骤5、脱模：待中温固化胶膜完全固化后，拆卸成型工装，得到整体圆筒状的电阻体，即为多圈角位移电位器用高精度电阻体。

2.根据权利要求1所述的多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法，其特征在于：

所述步骤1中，所述电极为银浆料电极。

3.一种如权利要求1所述的多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法采用的成型工装，其特征在于：包括两个第一成型杆体、两个第二成型杆体和四个定位销钉，所述第一成型杆体的中段外表面包括第一平面和第一圆弧面，所述第一平面的两个侧边分别与所述第一圆弧面的两个侧边对应连接，所述第一成型杆体的两端分别设有两个第一定位通孔，所述第二成型杆体的外表面包括三个第二平面和第二圆弧面，三个所述第二平面的侧边依次连接后其径向截面为“匚”形且所述第二圆弧面的两个侧边分别与该“匚”形缺口对应的两个侧边对应连接，所述第二成型杆体的两端分别设有第二定位通孔，两个所述第二成型杆体并列排列且两个所述第二圆弧面位于相对两个外侧，两个所述第二成型杆体之间留有间隙并合并组成中部杆体组件，所述中部杆体组件置于两个所述第一成型杆体之间且两个所述第一平面分别与所述中部杆体组件的对应平面接触，两个所述第一圆弧面和两个所述第二圆弧面依次间隔排列共同合围成同一个圆柱面，四个所述定位销钉分别依次穿过一个所述第一成型杆体的四个第一定位通孔、所述中部杆体组件的四个第二定位通孔和另一个所述第一成型杆体的四个第一定位通孔。

4.根据权利要求3所述的成型工装，其特征在于：所述第一成型杆体的两端分别设有第一定位片，所述第一定位片具有两个相互平行的表平面且其中一个表平面与所述第一平面形成一个整体平面，两个所述第一定位通孔设于所述第一定位片上。

5.根据权利要求3或4所述的成型工装，其特征在于：所述第一圆弧面上设有多个外凸且呈螺旋形的凸条，所述凸条的凸起厚度不大于所述电阻带的厚度，多个所述凸条之间形成多个呈螺旋形的限位凹槽，所述限位凹槽的宽度略大于所述电阻带的宽度，两个所述第一成型杆体上的多个所述限位凹槽相互配合共同形成被所述中部杆体组件分割为两部分的同一个螺旋形凹槽。

说明书

多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法及成型工装

技术领域

[0001] 本发明涉及一种角位移电位器用电阻体，尤其涉及一种多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法及成型工装，属于多圈角位移电位器的生产领域。

背景技术

[0002] 目前，旋转角度小于360°的角位移电位器一般采用导电塑料电阻体，即将圆环形且开环的导电塑料模设于基体上，电刷在导电塑料上接触滑动，实现角度检测目的；该角位移电位器的旋转寿命可达100万周以上。但是，随着控制系统的不断发展，很多场合都需要使用角度大于360°的角位移电位器，这时，上述角位移电位器就无法满足使用要求，因此多圈角位移电位器应运而生。

[0003] 传统多圈角位移电位器的电阻体采用线绕电阻体，其结构如图1所示，线绕电阻体的精密合金丝1绕制在漆包铜线2上，再通过成型夹具成型为螺旋形（图中未示出该形状），由于漆包铜线2成型后回弹小，方便成型，因此，目前多圈角位移电位器采用线绕电阻体。

[0004] 上述传统多圈角位移电位器的线绕电阻体的缺陷在于：电刷与电阻体接触滑动时为金属间的摩擦，电阻体的使用寿命较低（寿命一般5 10万周），由于金属与金属之间的磨~损较快，因此这种采用线绕电阻体的多圈角位移电位器不管怎么改进，其寿命都很难再上一个台阶；同时，电阻体的合金丝在电刷滑动方向存在节距使得电阻体表面存在凹凸不平的特征，电刷在这样的表面上运动，使电刷的使用寿命也会降低；另外，电阻体的合金丝在电刷滑动方向存在节距会使相应的电位器存在分辨率，即输出信号为阶梯递增或递减，因此，其线性精度也很难提高。

发明内容

[0005] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于导电塑料的多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法及成型工装。

[0006] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

[0007] 一种多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法，包括以下步骤：

[0008] 步骤1、制作电阻带：将浆料状态的导电塑料通过印刷或模压的方式设于长带状的聚酰亚胺薄膜的表面，在聚酰亚胺薄膜上位于导电塑料两端外的位置分别印刷电极，电极和导电塑料相互导通，导电塑料凝固后形成导电塑料电阻膜，导电塑料和电极都凝固后与聚酰亚胺薄膜共同形成电阻带，其中，聚酰亚胺薄膜、导电塑料电阻膜和电极的形状均为平行四边形且其对应的内角相同，两个电极分别与聚酰亚胺薄膜的长边方向的两端齐平，两个电极和导电塑料电阻膜均与聚酰亚胺薄膜的短边方向的两侧边缘之间留有间距；

[0009] 步骤2、线性修刻：对电阻带上的导电塑料电阻膜进行激光线性修刻，使其线性度达到所需精度；线性修刻的具体方法为常规方法，在此不再赘述；

[0010] 步骤3、螺旋成型：将电阻带卷绕在成型工装外并呈螺旋形，并使导电塑料电阻膜和电极均与成型工装的圆周外壁接触，每一圈电阻带之间留有间隙，成型工装采用尼龙或聚四氟乙烯材料制作，以避免在下述步骤4中与中温固化胶膜粘结在一起难以分离；

[0011] 步骤4、固化：将中温固化胶膜包裹在螺旋形的电阻带外使其固化成型；

[0012] 步骤5、脱模：待中温固化胶膜完全固化后，拆卸成型工装，得到整体圆筒状的电阻体，即为多圈角位移电位器用高精度电阻体。

[0013] 作为优选，为了提高导电性能，所述步骤1中，所述电极为银浆料电极。

[0014] 一种多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法采用的成型工装，包括两个第一成型杆体、两个第二成型杆体和四个定位销钉，所述第一成型杆体的中段外表面包括第一平面和第一圆弧面，所述第一平面的两个侧边分别与所述第一圆弧面的两个侧边对应连接，所述第一成型杆体的两端分别设有两个第一定位通孔，所述第二成型杆体的外表面包括三个第二平面和第二圆弧面，三个所述第二平面的侧边依次连接后其径向截面为“匚”形且所述第二圆弧面的两个侧边分别与该“匚”形缺口对应的两个侧边对应连接，所述第二成型杆体的两端分别设有第二定位通孔，两个所述第二成型杆体并列排列且两个所述第二圆弧面位于相对两个外侧，两个所述第二成型杆体之间留有间隙并合并组成中部杆体组件，所述中部杆体组件置于两个所述第一成型杆体之间且两个所述第一平面分别与所述中部杆体组件的对应平面接触，两个所述第一圆弧面和两个所述第二圆弧面依次间隔排列共同合围成同一个圆柱面，四个所述定位销钉分别依次穿过一个所述第一成型杆体的四个第一定位通孔、所述中部杆体组件的四个第二定位通孔和另一个所述第一成型杆体的四个第一定位通孔。

[0015] 作为优选，为了便于安装定位销钉，所述第一成型杆体的两端分别设有第一定位片，所述第一定位片具有两个相互平行的表平面且其中一个表平面与所述第一平面形成一个整体平面，两个所述第一定位通孔设于所述第一定位片上。

[0016] 作为优选，为了便于将电阻带精准卷绕成螺旋形，所述第一圆弧面上设有多个外凸且呈螺旋形的凸条，所述凸条的凸起厚度不大于所述电阻带的厚度，多个所述凸条之间形成多个呈螺旋形的限位凹槽，所述限位凹槽的宽度略大于所述电阻带的宽度，两个所述第一成型杆体上的多个所述限位凹槽相互配合共同形成被所述中部杆体组件分割为两部分的同一个螺旋形凹槽。

[0017] 本发明的有益效果在于：

[0018] 本发明通过将导电塑料和电极敷设于聚酰亚胺薄膜上形成电阻带，以卷绕方式将电阻带绕制在成型工装上形成与传统线绕电阻体一致的螺旋结构，再包覆中温固化胶膜将电阻带固化成型，得到整体圆筒状的电阻体，使用时电刷在导电塑料电阻膜表面接触滑动，其使用寿命可达100万周以上，显著提高了电阻体以及采用该电阻体的电位器的使用寿命；由于导电塑料电阻膜的表面是连续无间隔的，其分辨率理论上为零，还可以进行高精度线性修刻，所以其线性精度可达到0.1%，远远高于线绕电阻体的线性精度；本发明采用特定结构的成型工装，利用两个第一成型杆体、两个第二成型杆体和四个定位销钉共同组成可以临时固定为一个圆柱体且可以快速向内移动拆卸的活动结构，能够在卷绕电阻带并固化成型后快速拆卸，获得电阻体，还能快速组装满足连续加工需求，能够提高多圈角位移电位器用高精度电阻体的生产效率。

附图说明

[0019] 图1是传统线绕电阻体的展开状态图；

[0020] 图2是本发明所述电阻带的展开状态图；

[0021] 图3是本发明所述电阻带绕制成螺旋形后的主视结构示意图；

[0022] 图4是本发明所述圈角位移电位器用高精度电阻体的主视剖视结构示意图；

[0023] 图5是本发明所述成型工装组装前的立体结构示意图；

[0024] 图6是本发明所述成型工装组装后的主视结构示意图；

[0025] 图7是本发明所述成型工装组装后的侧视结构示意图。

[0026] 图中，1‑精密合金丝，2‑漆包铜线，3‑电阻带，31‑电极，32‑聚酰亚胺薄膜，33‑导电塑料电阻膜，4‑中温固化胶膜，5‑第一成型杆体，51‑第一圆弧面，52‑凸条，53‑第一定位片，54‑第一定位通孔，55‑第一平面，6‑第二成型杆体，61‑第二圆弧面，62‑第二定位通孔，7‑定位销钉。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本发明作进一步说明：

[0028] 本发明所述多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法，包括以下步骤：

[0029] 步骤1、制作电阻带3：如图2所示，将浆料状态的导电塑料通过印刷或模压的方式设于长带状的聚酰亚胺薄膜32的表面，在聚酰亚胺薄膜32上位于导电塑料两端外的位置分别印刷电极31，电极31为银浆料电极，电极31和导电塑料相互导通，导电塑料凝固后形成导电塑料电阻膜33，导电塑料和电极31都凝固后与聚酰亚胺薄膜32共同形成电阻带3，其中，聚酰亚胺薄膜32、导电塑料电阻膜33和电极31的形状均为平行四边形且其对应的内角相同，内角中的锐角α与成型后的电阻体的螺旋角的角度相同，两个电极31分别与聚酰亚胺薄膜32的长边方向的两端齐平，两个电极31和导电塑料电阻膜33均与聚酰亚胺薄膜32的短边方向的两侧边缘之间留有间距，该间距用于确保电阻带3卷绕成螺旋形后相邻两圈之间不会相互影响，其大小根据实际需要而定；电阻带3的长度L=n×πD，D表示电阻体的直径，n表示电阻带3的圈数，均根据实际应用设计而定；

[0030] 步骤2、线性修刻：对电阻带3上的导电塑料电阻膜33进行激光线性修刻，使其线性度达到所需精度；线性修刻的具体方法为常规方法，在此不再赘述；

[0031] 步骤3、螺旋成型：将电阻带3卷绕在成型工装（优选成型工装见图5‑图7所示，最简单的成型工装可以为一个圆柱体）外并呈螺旋形，并使导电塑料电阻膜33和电极31均与成型工装的圆周外壁接触，每一圈电阻带3之间留有间隙，如图3所示，图3中的α即为成型后的电阻体的螺旋角，成型工装采用尼龙或聚四氟乙烯材料制作，以避免在下述步骤4中与图4中的中温固化胶膜4在一起难以分离；图3中示出了成型后电阻体的直径D和螺间距P，该直径D没有将图4中的中温固化胶膜4的厚度计算在内；

[0032] 步骤4、固化：将中温固化胶膜4包裹在螺旋形的电阻带3外使其固化成型；

[0033] 步骤5、脱模：待中温固化胶膜4完全固化后，拆卸成型工装，得到整体圆筒状的电阻体，如图4所示，即为多圈角位移电位器用高精度电阻体。

[0034] 如图5‑图7所示，本发明所述多圈角位移电位器用高精度电阻体的制作方法采用的成型工装，包括两个第一成型杆体5、两个第二成型杆体6和四个定位销钉7，第一成型杆体5的中段外表面包括第一平面55和第一圆弧面51，第一平面55的两个侧边分别与第一圆弧面51的两个侧边对应连接，第一成型杆体5的两端分别设有两个第一定位通孔54，第二成型杆体6的外表面包括三个第二平面（图中未标记，相当于长方体的其中三个表面）和第二圆弧面61，三个所述第二平面的侧边依次连接后其径向截面为“匚”形且第二圆弧面61的两个侧边分别与该“匚”形缺口对应的两个侧边对应连接，第二成型杆体6的两端分别设有第二定位通孔62，两个第二成型杆体6并列排列且两个第二圆弧面61位于相对两个外侧，两个第二成型杆体6之间留有间隙并合并组成中部杆体组件，所述中部杆体组件置于两个第一成型杆体5之间且两个第一平面55分别与所述中部杆体组件的对应平面接触，两个第一圆弧面51和两个第二圆弧面61依次间隔排列共同合围成同一个圆柱面，四个定位销钉7分别依次穿过一个第一成型杆体5的四个第一定位通孔54、所述中部杆体组件的四个第二定位通孔62和另一个第一成型杆体5的四个第一定位通孔54。作为优选，第一成型杆体5的两端分别设有第一定位片53，第一定位片53具有两个相互平行的表平面且其中一个表平面与第一平面55形成一个整体平面，两个第一定位通孔54设于第一定位片53上；第一圆弧面51上设有多个外凸且呈螺旋形的凸条52，凸条52的凸起厚度不大于电阻带3的厚度，多个凸条52之间形成多个呈螺旋形的限位凹槽（图中未单独标记，与图5中的51指向位置对应），所述限位凹槽的宽度略大于电阻带3的宽度，这里的略大于以能够将电阻带3刚好轻松置于限位凹槽内为宜，两个第一成型杆5上的多个所述限位凹槽相互配合共同形成被所述中部杆体组件分割为两部分的同一个螺旋形凹槽。

[0035] 如图2‑图7所示，卷绕电阻带3时，将电阻带3的导电塑料电阻膜33向内紧贴所述限位凹槽，顺着所述限位凹槽卷绕，直到将电阻带3全部卷绕在本成型工装上，然后在螺旋形的电阻带3的外面包覆中温固化胶膜4，待中温固化胶膜4完全固化后，先取下定位销钉7，再将两个第二成型杆体6向相互靠近的方向移动，移动后，两个第二成型杆体6与电阻带3分离，同时与对应的中温固化胶膜4分离，然后从轴向方向抽出两个第二成型杆体6，再将两个第一成型杆体5向相互靠近的方向移动，移动后，两个第一成型杆体5与电阻带3和对应的中温固化胶膜4分离，然后从轴向方向抽出两个第一成型杆体5，即完成本成型工装的拆卸，得到整体圆筒状的电阻体。

[0036] 需要再次卷绕电阻带3时，将两个第二成型杆体6并列后置于两个第一成型杆体5之间，将四个定位销钉7分别依次穿过一个第一成型杆体5的四个第一定位通孔54、所述中部杆体组件的四个第二定位通孔62和另一个第一成型杆体5的四个第一定位通孔54，即完成成型工装的组装。如果需要对成型工装进行更可靠的固定，也可以将定位销钉7定位螺钉，每个定位螺钉上安装螺母，通过拧紧螺母即可使成型工装结构稳定，不过由于卷绕时本来就需要手握成型工装，本身就能够实现成型工装的稳定，所以采用定位销钉7能够更快地装拆本成型工装。

[0037] 上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。