CN105528012B - 一种具有位置检测扩展功能的机械限位装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有位置检测扩展功能的机械限位装置，它涉及一种机械限位装置。本发明解决了现有的回转机构的机械限位装置和位置检测装置存在结构复杂、检测范围有限、没有抗振动和冲击能力的问题。状态保持弹簧的上端安装在机械限位装置基座的上部，状态保持弹簧的下端安装在机械限位摆动轴的下部，限位块通过螺栓连接安装在回转连接法兰上，四个磁钢左右对称安装在机械限位摆杆上，两组霍尔传感器组件通过螺栓连接安装在机械限位装置基座上，每组霍尔传感器组件与磁钢上下对应设置；开口限位环设置在回转连接法兰的外缘上，两个约束块左右对称安装在机械限位摆杆上，约束块与开口限位环配合对机械限位摆杆的状态进行限位。本发明用于回转机构的机械限位。

Description

一种具有位置检测扩展功能的机械限位装置
技术领域
本发明涉及一种机械限位装置，具体涉及一种具有位置检测扩展功能的机械限位装置。
背景技术
回转机构是机械系统中最常见的结构之一，对于转角有限的回转机构，都需要一套限位装置来避免运动构件超出运动范围。回转机构还需要有相应的位置检测装置，如编码器、旋转变压器、感应同步器等，但这些装置通常只能对单圈的旋转角度进行检测。对于超过运动范围的回转机构，通常需要在检测装置上加装扩展装置，如位置检测装置上加装齿轮减速器或者具有电池供电的扩展电路系统来存储当前的位置。公开号为CN103438193A、申请日为2013年09月06日的发明专利申请公开了一种具有位置扩展检测功能的限位装置，上述限位装置无法应用于具有振动和冲击的环境中。
综上所述，现有的回转机构的机械限位装置和位置检测装置存在结构复杂、检测范围有限、没有抗振动和冲击能力的问题。
发明内容
本发明为解决现有的回转机构的机械限位装置没有抗振动和冲击能力，无法应用于具有振动和冲击的环境中的问题，进而提供一种具有位置检测扩展功能的机械限位装置。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的具有位置检测扩展功能的机械限位装置包括机械限位装置基座、机械限位摆杆、机械限位摆动轴、状态保持弹簧、限位块、两组霍尔传感器组件和四个磁钢；所述机械限位装置还包括开口限位环和两个约束块，机械限位装置基座通过螺栓连接安装在回转机构基座上，机械限位摆动轴安装在机械限位装置基座上，机械限位摆杆安装在机械限位摆动轴上，状态保持弹簧的上端安装在机械限位装置基座的上部，状态保持弹簧的下端安装在机械限位摆动轴的下部，限位块通过螺栓连接安装在回转连接法兰上，四个磁钢左右对称安装在机械限位摆杆上，两组霍尔传感器组件通过螺栓连接安装在机械限位装置基座上，每组霍尔传感器组件与两个磁钢上下对应设置；开口限位环设置在回转连接法兰的外缘上，两个约束块左右对称安装在机械限位摆杆上，两个约束块与开口限位环配合对机械限位摆杆的状态进行限位。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的具有位置检测扩展功能的机械限位装置的机械限位摆杆和限位块可以实现机械限位的功能，可以应用在抗振动和冲击能力的环境中，适用范围广；两个霍尔传感器组件与位置检测定子和位置检测转子相结合可以实现对超过-360°～+360°运动范围内转动角度位置的检测；
本发明的约束块以及回转连接法兰上的开口限位环可以使回转机构在有较大加速度或承受强烈冲击时保持转动角度位置输出信号的正确性；保证了本发明的机械限位装置在抗振动和冲击能力的环境中信号的稳定性；
本发明的具有位置检测扩展功能的机械限位装置结构简单，可靠性高。
附图说明
图1是本发明的具有位置检测扩展功能的机械限位装置安装在回转机构上的主剖视图；
图2是本发明具体实施方式一中限位块12在初始位置的半剖视图和约束块25的局部剖视图；
图3是本发明具体实施方式一中限位块12运动到+350°时的主剖视图；
图4是本发明具体实施方式一中限位块12运动到-350°时的主剖视图；
图5是本发明具体实施方式一中约束块25与开口限位环30互相配合防止冲击时约束块25的右剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～5所示，本实施方式的具有位置检测扩展功能的机械限位装置包括机械限位装置基座2、机械限位摆杆9、机械限位摆动轴7、状态保持弹簧8、限位块12、两组霍尔传感器组件和四个磁钢28；所述机械限位装置还包括开口限位环30和两个约束块25，机械限位装置基座2通过螺栓连接安装在回转机构基座16上，机械限位摆动轴7安装在机械限位装置基座2上，机械限位摆杆9安装在机械限位摆动轴7上，状态保持弹簧8的上端安装在机械限位装置基座2的上部，状态保持弹簧8的下端安装在机械限位摆动轴7的下部，限位块12通过螺栓连接安装在回转连接法兰13上，四个磁钢28左右对称安装在机械限位摆杆9上，两组霍尔传感器组件通过螺栓连接安装在机械限位装置基座2上，每组霍尔传感器组件与两个磁钢28上下对应设置；开口限位环30设置在回转连接法兰13的外缘上，两个约束块25左右对称安装在机械限位摆杆9上，两个约束块25与开口限位环30配合对机械限位摆杆9的状态进行限位。
使用时，将本发明的机械限位装置安装在回转机构基座16上，所述回转机构包括回转机构基座16、回转输出轴17和回转连接法兰13，回转输出轴17安装在回转机构基座16上，回转连接法兰13通过螺栓连接安装在回转输出轴17上，所述回转机构还包括两个球轴承14，安装在回转输出轴17上；
所述回转机构还包括位置检测定子21和位置检测转子22，位置检测定子21设置在回转输出轴17内，并通过螺栓连接安装在回转机构基座2上，位置检测转子22设置在位置检测定子21内，并通过螺栓连接安装在回转输出轴17上。
状态保持弹簧8两端通过第一螺钉1-1和第二螺钉1-2连接。
具体实施方式二：如图2～5所示，本实施方式每组霍尔传感器组件包括电路板24、盖板23和两个霍尔传感器27，电路板24安装在机械限位装置基座2上，两个霍尔传感器27并列安装在电路板24上，盖板23安装在机械限位装置基座2上。如此设计，两个霍尔传感器组件与位置检测定子和位置检测转子相结合可以实现对超过-360°～+360°运动范围内转动角度位置的检测。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图1所示，本实施方式所述限位装置还包括顶丝4，顶丝4设置在两个滑动轴承3的机械限位摆动轴7上。如此设置，如此设置，运行平稳，运行效果好。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：如图1所示，本实施方式所述限位装置还包括垫片5，垫片5设置在机械限位摆动轴7上。如此设置，起到紧固连接的作用。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：如图1所示，本实施方式所述限位装置还包括两个滑动轴承3，机械限位摆动轴7通过两个滑动轴承3安装在机械限位装置基座2上。如此设置，使得机械限位摆动轴7运行平稳、转动顺畅。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
工作原理：
参见图1～5所示，回转输出轴17相对于回转机构基座16旋转，通过回转连接法兰13和限位块12使机械限位摆杆9摆动，当限位块12运动到极限位置时，将被机械限位摆杆9阻挡，从而实现机械限位；当回转输出轴17顺时针旋转时，限位块12推动机械限位摆杆9逆时针旋转到极限位置，霍尔传感器27与磁钢28达到所需距离，霍尔传感器27输出电信号，可知回转机构正向运动；当回转输出轴17逆时针旋转时，限位块12推动机械限位摆杆9顺时针旋转到极限位置，霍尔传感器27与磁钢28达到所需距离，霍尔传感器27输出电信号，可知回转机构反向运动；机械限位摆杆9一侧接触到机械限位装置基座2后，回转连接法兰13继续转动，约束块25会卡入回转连接法兰13上的开口限位环30中，此时如果本发明装置受到剧烈冲击或突然产生较大加速度，回转连接法兰13上的开口限位环30可以通过约束块25限制机械限位摆杆9的运动，防止由于本发明装置受到冲击，使得机械限位摆杆9的另一侧磁钢28与霍尔传感器27接触，避免了旋向判断错误。回转机构的运动范围由其顺时针运动范围α和逆时针运动范围β决定，全程运动范围为α+β。通过本发明装置，回转机构的运动范围受到了限制，转角检测范围得到了扩展。

Claims (5)

1.一种具有位置检测扩展功能的机械限位装置，所述机械限位装置包括机械限位装置基座(2)、机械限位摆杆(9)、机械限位摆动轴(7)、状态保持弹簧(8)、限位块(12)、两组霍尔传感器组件和四个磁钢(28)；其特征在于：所述机械限位装置还包括开口限位环(30)和两个约束块(25)，机械限位装置基座(2)通过螺栓连接安装在回转机构基座(16)上，机械限位摆动轴(7)安装在机械限位装置基座(2)上，机械限位摆杆(9)安装在机械限位摆动轴(7)上，状态保持弹簧(8)的上端安装在机械限位装置基座(2)的上部，状态保持弹簧(8)的下端安装在机械限位摆动轴(7)的下部，限位块(12)通过螺栓连接安装在回转连接法兰(13)上，四个磁钢(28)左右对称安装在机械限位摆杆(9)上，两组霍尔传感器组件通过螺栓连接安装在机械限位装置基座(2)上，每组霍尔传感器组件与两个磁钢(28)上下对应设置；开口限位环(30)设置在回转连接法兰(13)的外缘上，两个约束块(25)左右对称安装在机械限位摆杆(9)上，两个约束块(25)与开口限位环(30)配合对机械限位摆杆(9)的状态进行限位；机械限位摆杆(9)一侧接触到机械限位装置基座(2)后，回转连接法兰(13)继续转动，约束块(25)会卡入回转连接法兰(13)上的开口限位环(30)中，此时如果本发明装置受到剧烈冲击或突然产生较大加速度，回转连接法兰(13)上的开口限位环(30)可以通过约束块(25)限制机械限位摆杆(9)的运动，防止由于本发明装置受到冲击，使得机械限位摆杆(9)的另一侧磁钢(28)与霍尔传感器(27)接触。
2.根据权利要求1所述的具有位置检测扩展功能的机械限位装置，其特征在于：每组霍尔传感器组件包括电路板(24)、盖板(23)和两个霍尔传感器(27)，电路板(24)安装在机械限位装置基座(2)上，两个霍尔传感器(27)并列安装在电路板(24)上，盖板(23)安装在机械限位装置基座(2)上。
3.根据权利要求1或2所述的具有位置检测扩展功能的机械限位装置，其特征在于：所述限位装置还包括顶丝(4)，顶丝(4)设置在两个滑动轴承(3)的机械限位摆动轴(7)上。
4.根据权利要求3所述的具有位置检测扩展功能的机械限位装置，其特征在于：所述限位装置还包括垫片(5)，垫片(5)设置在机械限位摆动轴(7)上。
5.根据权利要求1、2或4所述的具有位置检测扩展功能的机械限位装置，其特征在于：所述限位装置还包括两个滑动轴承(3)，机械限位摆动轴(7)通过两个滑动轴承(3)安装在机械限位装置基座(2)上。
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