CN104590955B - 自动张紧装置以及绳体长度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动张紧装置以及绳体长度测量装置，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在蜗轮蜗杆之间的啮合间隙较大，导致测量误差较大的技术问题。该自动张紧装置包括待张紧部件连接座、弹力装置、活动连接机构以及固定座体，待张紧部件连接座能相对于固定座体从初始位置移动至预定位置；弹力装置设置在待张紧部件连接座与固定座体之间且弹力装置对待张紧部件连接座施加的弹力能将待张紧部件连接座从初始位置移动至预定位置。该绳体长度测量装置包括卷盘、蜗轮、蜗杆、旋转电位计、壳体以及本发明提供的自动张紧装置。本发明用于减少钢丝绳长度的测量误差。

Description

自动张紧装置以及绳体长度测量装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种自动张紧装置以及设置该自动张紧装置的绳体长度测量装置。

背景技术

近年来工业自动化程度越来越高，传感技术发展迅速，传感器角色不容忽视。自动化控制离不开传感器，精确的自动化控制离不开高精度、高可靠性的传感器。拉线长度传感器广泛应用在工程机械行业，测量臂架长度、支腿伸缩距离等，其自身的性能在一定程度上影响着整机产品的性能与形象。

如图1所示，现有的钢丝绳长度测量装置(或称：拉线长度传感器)包括钢丝绳卷盘11、蜗杆12、蜗轮13、旋转电位计14、壳体15以及钢丝绳16，其中：蜗杆12与钢丝绳卷盘11固定连接，蜗轮13与蜗杆12啮合连接并与旋转电位计14轴固定连接，旋转电位计14与壳体15固定连接；钢丝绳16缠绕在卷盘1上，拉伸钢丝绳16的过程中带动卷盘1转动(壳体15与旋转电位计14本体固定不动，不随卷盘1转动)，蜗杆12随之转动，带动蜗轮13、旋转电位计的转动测量轴转动，根据一定的传动转换关系对电位计14输出信号处理后可得测量长度值。

本申请人发现：现有技术至少存在以下技术问题：

(1)磨损导致误差：初始时蜗轮、蜗杆啮合正常，但工作一段时间后，由于材料磨损，造成齿间会产生一定啮合间隙，此间隙会造成一定的测量误差，且传动比越大，误差越大。

(2)装配导致误差：蜗轮与蜗杆的安装距离不当，或电位计固定不牢靠，导致蜗轮蜗杆连接处出现松动甚至分离，从而产生啮合间隙甚至传动失效，造成测量误差及可靠性问题。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种自动张紧装置以及绳体长度测量装置，解决了现有技术存在蜗轮蜗杆之间的啮合间隙较大，导致测量误差较大的技术问题。

本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明实施例提供的自动张紧装置，包括待张紧部件连接座、弹力装置、活动连接机构以及固定座体，其中：

所述待张紧部件连接座与所述固定座体之间通过所述活动连接机构形成活动连接且所述待张紧部件连接座能相对于所述固定座体从初始位置移动至预定位置；

所述弹力装置设置在所述待张紧部件连接座与所述固定座体之间且所述弹力装置对所述待张紧部件连接座施加的弹力能将所述待张紧部件连接座从所述初始位置推动或拉动至所述预定位置。

作为上述技术方案的进一步优化，所述待张紧部件连接座包括连接板，所述活动连接机构包括设置在所述连接板上的至少一个槽孔以及贯穿所述槽孔的紧固件，

所述紧固件延伸出所述槽孔的一端与所述固定座体固定连接，且所述连接板能相对于所述紧固件沿所述槽孔的长度方向从所述初始位置滑动至所述预定位置。

作为上述任一技术方案的进一步优化，所述待张紧部件连接座还包括限位板，所述限位板与所述连接板固定连接且所述限位板上设置有限位通孔，所述待张紧部件连接座上安装的待张紧部件的转动件贯穿所述限位通孔且能相对于所述限位通孔转动。

作为上述任一技术方案的进一步优化，所述槽孔的数目为至少两个，所述连接板介于相邻的所述槽孔之间部分存在待张紧部件安装区域。

作为上述任一技术方案的进一步优化，所述紧固件为螺钉或螺栓，所述螺钉或螺栓的头部抵接在所述连接板上所述槽孔的边沿处。

作为上述任一技术方案的进一步优化，所述弹力装置为拉簧，所述拉簧的一端与所述固定座体相连接，所述拉簧的另一端与所述待张紧部件连接座相连接。

作为上述任一技术方案的进一步优化，所述弹力装置为弹簧，所述弹簧的一端与所述固定座体相抵接，所述弹簧的另一端与所述待张紧部件连接座相抵接。

作为上述任一技术方案的进一步优化，所述固定座体上设置有安装槽，所述待张紧部件连接座位于所述安装槽内且能在所述安装槽内移动至所述预定位置；

所述待张紧部件连接座的其中一端与所述安装槽的其中一端的内壁相抵接，所述待张紧部件连接座的其中另一端与所述安装槽的其中另一端的内壁之间设置有所述弹力装置。

作为上述任一技术方案的进一步优化，所述安装槽为矩形槽，所述待张紧部件连接座在所述矩形槽的深度方向上的正投影的外轮廓为矩形。

本发明实施例提供的绳体长度测量装置，包括卷盘、蜗轮、蜗杆、旋转电位计、壳体以及本发明任一技术方案提供的自动张紧装置，其中：

所述壳体为所述自动张紧装置的固定座体；

所述卷盘上缠绕有绳体，所述卷盘与所述壳体可转动连接，所述蜗杆与所述卷盘固定连接；

所述蜗杆与所述蜗轮相啮合且拉动所述绳体的过程中所述绳体能带动所述卷盘相对于所述壳体转动并通过所述蜗杆带动所述蜗轮转动；

所述蜗轮与所述旋转电位计的转动测量轴相连接且所述蜗轮转动时能带动所述旋转电位计的转动测量轴一同转动；

所述旋转电位计与所述待张紧部件连接座固定连接，且所述待张紧部件连接座从所述初始位置推动或拉动至所述预定位置时所述蜗轮张紧以缩小所述蜗轮与所述蜗杆之间的啮合间隙。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

由于本发明实施例提供的自动张紧装置内存在弹力装置，弹力装置对待张紧部件连接座施加的弹力能将待张紧部件连接座从初始位置移动至预定位置，由此可以长久的保持待张紧部件连接座处于预定位置以保持待张紧部件连接座上的待张紧部件长久地处于张紧位置，当该自动张紧装置用在绳体长度测量装置上时，可以长久地保持蜗轮张紧，即使在蜗轮出现磨损时仍旧可以缩小蜗轮与蜗杆之间的啮合间隙，进而减小测量误差，所以解决了现有技术存在蜗轮蜗杆之间的啮合间隙较大，导致测量误差较大的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中提供的钢丝绳长度测量装置的示意图；

图2为本发明实施例所提供的绳体长度测量装置的示意图；

图3为图2中待张紧部件连接座的立体结构的示意图；

附图标记：1、卷盘；2、蜗杆；3、蜗轮；4、待张紧部件连接座；41、连接板；42、限位板；420、限位通孔；43、活动连接机构；401、槽孔；5、旋转电位计；6、紧固件；7、安装槽；8、固定座体；9、弹力装置；10、绳体；11、钢丝绳卷盘；12、蜗杆；13、蜗轮；14、旋转电位计；15、壳体；16、钢丝绳。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图3以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

本发明实施例提供了一种可以持久维持蜗轮蜗杆之间啮合间隙恒定的自动张紧装置以及绳体长度测量装置。

下面结合图2～图3对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图2～图3所示，本发明实施例所提供的自动张紧装置包括待张紧部件连接座4、弹力装置9、活动连接机构43以及固定座体8，其中：

待张紧部件连接座4与固定座体8之间通过活动连接机构43形成活动连接且待张紧部件连接座4能相对于固定座体8从初始位置移动至预定位置(该预定位置随着待张紧部件的磨损而变化)。

弹力装置9设置在待张紧部件连接座4与固定座体8之间且弹力装置9对待张紧部件连接座4施加的弹力能将待张紧部件连接座4从初始位置移动至预定位置。

由于本发明实施例提供的自动张紧装置内存在弹力装置9，弹力装置9对待张紧部件连接座4施加的弹力能将待张紧部件连接座4从初始位置移动至预定位置，由此可以长久的保持待张紧部件连接座4处于预定位置以保持待张紧部件连接座4上的待张紧部件长久地处于张紧位置。

作为优选或可选地实施方式，待张紧部件连接座4包括连接板41，活动连接机构43包括设置在连接板41上的至少一个槽孔401以及贯穿槽孔401的紧固件6，紧固件6延伸出槽孔401的一端与固定座体8固定连接，且连接板41能相对于紧固件6沿槽孔401的长度方向从初始位置滑动至预定位置。

上述活动连接机构43结构紧凑，便于安装。紧固件6不仅具有轨道的作用，而且还可以避免连接板41从固定座体8上脱开。

作为优选或可选地实施方式，待张紧部件连接座4还包括限位板42，限位板42与连接板41固定连接且限位板42上设置有限位通孔420，待张紧部件连接座4上安装的待张紧部件(例如旋转电位计5)的转动件(例如旋转电位计5的转动测量轴)贯穿限位通孔420且能相对于限位通孔420转动。限位板42可以避免待张紧部件连接座4上安装的待张紧部件的转动件发生错位或偏转，由此更为有效地保证了测量精度。

作为优选或可选地实施方式，槽孔401的数目为至少两个(优选为两个)，连接板41介于相邻的槽孔401之间部分存在待张紧部件安装区域。

槽孔401优选为长圆孔。待张紧部件安装区域设置在相邻的两个槽孔401之间时，该活动连接机构43更为可靠，待张紧部件连接座4上每个槽孔401内的紧固件6承受的外力比较均一，槽孔401不易损坏，紧固件6也不易松脱。

作为优选或可选地实施方式，紧固件6为螺钉或螺栓，优选为螺钉，螺钉或螺栓的头部抵接在连接板41上槽孔401的边沿处。螺钉或螺栓成本低廉，便于拆装。

作为优选或可选地实施方式，弹力装置9为拉簧，拉簧的一端与固定座体8相连接，拉簧的另一端与待张紧部件连接座4相连接。拉簧结构简单、成本低廉，便于安装且占用空间小。当然，本实施例中弹力装置9也可以为(输出弹性推力的)弹簧，弹簧的一端与固定座体8相抵接，弹簧的另一端与待张紧部件连接座4相抵接。

作为优选或可选地实施方式，固定座体8上设置有安装槽7，待张紧部件连接座4位于安装槽7内且能在安装槽7内移动至预定位置。

待张紧部件连接座4的其中一端与安装槽7的其中一端的内壁相抵接，待张紧部件连接座4的其中另一端与安装槽7的其中另一端的内壁之间设置有弹力装置9。

安装槽7不仅为活动连接机构43提供了安装空间，而且其与待张紧部件连接座4的配合关系可以避免待张紧部件连接座4从安装槽7内松脱。

作为优选或可选地实施方式，安装槽7为矩形槽，待张紧部件连接座4在矩形槽的深度方向上的正投影的外轮廓为矩形。该结构比较紧凑，且便于装配。

本发明实施例提供的绳体长度测量装置(或称：拉线长度传感器)，包括卷盘1、蜗轮3、蜗杆2、旋转电位计5、壳体以及本发明任一技术方案提供的自动张紧装置，其中：壳体为自动张紧装置的固定座体8；

卷盘1上缠绕有绳体10，卷盘1与壳体可转动连接，蜗杆2与卷盘1固定连接。绳体10可以为钢丝绳。

蜗杆2与蜗轮3相啮合且拉动绳体10的过程中绳体10能带动卷盘1相对于壳体转动并通过蜗杆2带动蜗轮3转动。

蜗轮3与旋转电位计5的转动测量轴相连接且蜗轮3转动时能带动旋转电位计5的转动测量轴一同转动。

旋转电位计5与待张紧部件连接座4固定连接，且待张紧部件连接座4从初始位置移动至预定位置时蜗轮3张紧(张紧可以理解为朝着张紧蜗轮3与蜗杆2之间的啮合间隙的位置移动)以缩小蜗轮3与蜗杆2之间的啮合间隙。

当本发明提供的自动张紧装置用在绳体长度测量装置上时，可以长久地保持蜗轮3张紧，即使在蜗轮3出现磨损时仍旧可以缩小蜗轮3与蜗杆2之间的啮合间隙，进而减小测量误差。

本发明中测量值的转换过程与现有技术相同，皆是通过钢丝绳拉伸带动卷盘1、蜗杆2转动，蜗轮蜗杆啮合，驱动旋转电位计5轴转动，经转换得长度值。壳体固定，不随卷盘1转动。

下文集中阐述本发明提供的优选技术方案及其工作原理：

(1)组成：自动张紧装置采用安装板作为待张紧部件连接座4、紧固螺钉作为紧固件6、矩形凹槽作为安装槽7、弹簧作为弹力装置9、直角板作为待张紧部件连接座4、壳体作为自动张紧装置的固定座体8。其中旋转电位计5安装在直角板上，电位计5轴从直角板上通孔穿过；壳体上开有矩形凹槽，直角板与壳体通过螺钉连接，并坐落在矩形凹槽内；直角板一端与矩形凹槽左下端边角贴合(如图2所示位置)，另一端与凹槽上端通过两弹簧连接；紧固螺钉与长圆孔组成活动连接机构43即滑槽机构，直角板仅保留沿长圆孔方向向上滑动的自由度；两弹簧安装时处于受拉状态，保持一定的预紧拉力。

(2)工作原理：在弹簧、滑槽机构的作用下，可使蜗轮3始终受到向蜗杆2方向贴合的作用力，一旦出现松动趋势，蜗轮3会自动向蜗杆2靠近，保证紧密啮合；矩形凹槽可指导直角板初始安装定位，保证蜗轮蜗杆最佳的初始啮合状态，避免装配不当引起的传动可靠性及测量误差问题。

本发明自动张紧装置可以消除蜗轮蜗杆连接间隙，始终保持二者紧密啮合，提升传感器传动可靠性，减小转换误差，从而保证测量过程可靠、准确。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种自动张紧装置，其特征在于，包括待张紧部件连接座(4)、弹力装置(9)、活动连接机构(43)以及固定座体(8)，其中：

所述待张紧部件连接座(4)与所述固定座体(8)之间通过所述活动连接机构(43)形成活动连接且所述待张紧部件连接座(4)能相对于所述固定座体(8)从初始位置移动至预定位置；

所述弹力装置(9)设置在所述待张紧部件连接座(4)与所述固定座体(8)之间且所述弹力装置(9)对所述待张紧部件连接座(4)施加的弹力能将所述待张紧部件连接座(4)从所述初始位置推动或拉动至所述预定位置；

所述待张紧部件连接座(4)包括连接板(41)，所述活动连接机构(43)包括设置在所述连接板(41)上的至少一个槽孔(401)以及贯穿所述槽孔(401)的紧固件(6)，所述紧固件(6)延伸出所述槽孔(401)的一端与所述固定座体(8)固定连接，且所述连接板(41)能相对于所述紧固件(6)沿所述槽孔(401)的长度方向从所述初始位置滑动至所述预定位置。

2.根据权利要求1所述的自动张紧装置，其特征在于，所述待张紧部件连接座(4)还包括限位板(42)，所述限位板(42)与所述连接板(41)固定连接且所述限位板(42)上设置有限位通孔(420)，所述待张紧部件连接座(4)上安装的待张紧部件的转动件贯穿所述限位通孔(420)且能相对于所述限位通孔(420)转动。

3.根据权利要求1所述的自动张紧装置，其特征在于，所述槽孔(401)的数目为至少两个，所述连接板(41)介于相邻的所述槽孔(401)之间部分存在待张紧部件安装区域。

4.根据权利要求1所述的自动张紧装置，其特征在于，所述紧固件(6)为螺钉或螺栓，所述螺钉或螺栓的头部抵接在所述连接板(41)上所述槽孔(401)的边沿处。

5.根据权利要求1所述的自动张紧装置，其特征在于，所述弹力装置(9)为拉簧，所述拉簧的一端与所述固定座体(8)相连接，所述拉簧的另一端与所述待张紧部件连接座(4)相连接。

6.根据权利要求1所述的自动张紧装置，其特征在于，所述弹力装置(9)为弹簧，所述弹簧的一端与所述固定座体(8)相抵接，所述弹簧的另一端与所述待张紧部件连接座(4)相抵接。

7.根据权利要求1所述的自动张紧装置，其特征在于，所述固定座体(8)上设置有安装槽(7)，所述待张紧部件连接座(4)位于所述安装槽(7)内且能在所述安装槽(7)内移动至所述预定位置；

所述待张紧部件连接座(4)的其中一端与所述安装槽(7)的其中一端的内壁相抵接，所述待张紧部件连接座(4)的其中另一端与所述安装槽(7)的其中另一端的内壁之间设置有所述弹力装置(9)。

8.根据权利要求7所述的自动张紧装置，其特征在于，所述安装槽(7)为矩形槽，所述待张紧部件连接座(4)在所述矩形槽的深度方向上的正投影的外轮廓为矩形。

9.一种绳体长度测量装置，其特征在于，包括卷盘(1)、蜗轮(3)、蜗杆(2)、旋转电位计(5)、壳体以及权利要求1-8任一所述的自动张紧装置，其中：所述壳体为所述自动张紧装置的固定座体(8)；所述卷盘(1)上缠绕有绳体(10)，所述卷盘(1)与所述壳体可转动连接，所述蜗杆(2)与所述卷盘(1)固定连接；

所述蜗杆(2)与所述蜗轮(3)相啮合且拉动所述绳体(10)的过程中所述绳体(10)能带动所述卷盘(1)相对于所述壳体转动并通过所述蜗杆(2)带动所述蜗轮(3)转动；

所述蜗轮(3)与所述旋转电位计(5)的转动测量轴相连接且所述蜗轮(3)转动时能带动所述旋转电位计(5)的转动测量轴一同转动；所述旋转电位计(5)与所述待张紧部件连接座(4)固定连接，且所述待张紧部件连接座(4)从所述初始位置推动或拉动至所述预定位置时所述蜗轮(3)张紧以缩小所述蜗轮(3)与所述蜗杆(2)之间的啮合间隙。