CN107747932A - 一种双余度的旋转轴位置测量装置 - Google Patents

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李娟�
黄志毅
徐瑨
张遵东
任毅
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    • G01B21/22—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

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Abstract

本发明属于作动器设计技术，提出了一种双余度的旋转轴位置测量装置。目前的旋转轴位置测量装置采用单个位置测量装置，如电位计，采用一般提高产品可靠性的方法，如筛选高性能元器件，付出的代价高，而可靠性提高并不显著，不能保证产品功能的可靠实现。本发明提出一种双余度的旋转轴位置测量装置。采用两个角位移传感器，具有更高的测量精度。根据轴的转动行程和传感器的工作行程，可通过调整旋转轴上的齿轮与传感器轴上的齿轮配对的传动比，达到理想的测量效果。若一个通道的测量装置发生故障，另一通道仍可进行位置测量，降低了产品的故障率，大大提高了产品的可靠性和寿命。

Description

一种双余度的旋转轴位置测量装置
技术领域
本发明属于作动器设计技术，提出了一种双余度的旋转轴位置测量装置。
背景技术
目前的旋转轴位置测量装置采用单个位置测量装置，如电位计，采用一般提高产品可靠性的方法，如筛选高性能元器件，付出的代价高，而可靠性提高并不显著，不能保证产品功能的可靠实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种双余度的旋转轴位置测量装置。采用两个角位移传感器，具有更高的测量精度。根据轴的转动行程和传感器的工作行程，可通过调整旋转轴上的齿轮与传感器轴上的齿轮配对的传动比，达到理想的测量效果。
本发明双余度的旋转轴位置测量装置，在壳体内安装有被测量的旋转轴，采用角位移传感器对旋转轴的旋转位置进行测量，该测量装置在旋转轴的端部同轴连接有齿轮，一对角位移传感器安装在壳体内，并与齿轮以相同传动结构安装，对所述旋转轴提供双余度的位置测量。
齿轮分别与相同的第一齿轮和第二齿轮啮合，相同的第一角位移传感器和第二角位移传感器安装在壳体上，且第一角位移传感器和第二角位移传感器的测量轴，分别通过第一定位销和第二定位销安装在所述第一齿轮和第二齿轮的轴孔中。
所述旋转轴通过轴承安装在壳体内，旋转轴的右端有一座孔，齿轮的左端有凸缘，其插入座孔中，并在端部通过弹簧垫圈和圆柱头内六角螺钉固定连接。
所述壳体包括前壳体、中壳体和后壳体，相邻壳体通过螺钉连接。
所述中壳体包括两个凸台，所述第一角位移传感器和第二角位移传感器分别安装在各自凸台的安装座孔上。
所述第一角位移传感器和第二角位移传感器具有与凸台边缘结合的止口，第一、第二压块具有压接第一角位移传感器和第二传感器的环形槽的凸起，第一、第二压块分别通过螺钉与凸台连接。
旋转轴通过左轴承和右轴承固定在前壳体和中壳体之间。
齿轮与第一、第二齿轮的传动比可调。
本发明的有益效果是：采用双通道齿轮传动的方式将旋转轴的位置信号传送到角位移传感器进行位置测量，根据轴的转动行程和传感器的工作行程，可通过调整旋转轴上的齿轮与传感器轴上的齿轮配对的传动比，达到理想的测量效果。若一个通道的测量装置发生故障，另一通道仍可进行位置测量，降低了产品的故障率，大大提高了产品的可靠性和寿命。
附图说明
图1是本发明旋转轴位置测量装置的正视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明旋转轴位置测量装置的轴测图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种双余度的旋转轴位置测量装置，包括作动器前壳体3、中壳体5、后壳体14、旋转轴组件和2个角位移传感器组件；前壳体3通过螺钉固定在中壳体5的左端；后壳体14通过螺钉固定在中壳体14的右端；旋转轴组件通过左轴承2和右轴承4固定在前壳体3和中壳体5之间；旋转轴组件包括旋转轴1，齿轮6，弹簧垫圈7和圆柱头内六角螺钉8；中壳体5上有两个凸台5a和5b，凸台上有安装座孔，各安装一个角位移传感器组件；角位移传感器组件包括第一、第二角位移传感器9a、9b,第一、第二齿轮10a、10b，第一、第二定位销11a、11b；其中：
A、旋转轴1的右端有一座孔，齿轮6的左端有凸缘，它与旋转轴右端的座孔配合安装并通过垫圈7和螺钉8进行连接；
B、第一、第二角位移传感器9a、9b的轴端套有第一、第二齿轮10a、10b，并通过第一、第二定位销11a、11b定位；
C、第一、第二角位移传感器9a、9b通过止口安装在中壳体的第一、第二凸台5a、5b的安装座孔内，由第一、第二压块12a、12b进行轴向固定，第一、第二压块12a、12b与第一、第二凸台5a、5b通过螺钉13a、13b进行连接固定；
D、齿轮6与第一齿轮10a是一组配对齿轮，齿轮6与第二齿轮10b是一组配对齿轮。第一、第二齿轮是相同的齿轮。
本发明的工作原理是：旋转轴1通过驱动力旋转，发生角位移，其轴端的齿轮6通过与齿轮10a配对将位移信号传递给角位移传感器9a，同时，齿轮6通过与齿轮10b配对将位移信号传递给角位移传感器9b，即实现了通过双通道齿轮传动将旋转轴的位置信号传送到角位移传感器进行位置测量。根据轴1的转动行程和传感器9a、9b的工作行程，可通过调整旋转轴1上的齿轮6与传感器轴上的齿轮10a、10b配对的传动比，达到理想的测量效果。
实施例
旋转轴转动行程为角位移传感器的工作行程为β＝±35°，可取齿轮6与齿轮10a、10b配对的传动比为3，使得角位移传感器测量范围为±30°，在其工作行程内，达到理想的测量效果。

Claims (8)

1.一种双余度的旋转轴位置测量装置，在壳体内安装有被测量的旋转轴(1)，采用角度传感器对旋转轴(1)的旋转角度进行测量，其特征在于：该测量装置在旋转轴(1)的端部同轴连接有齿轮(6)，一对角位移传感器(9a、9b)安装在壳体内，并与齿轮(6)以相同传动结构安装，对所述旋转轴(1)提供双余度的测量。
2.根据权利要求1所述的旋转轴位置测量装置，其特征在于：齿轮(6)分别与相同的第一齿轮(10a)和第二齿轮(10b)啮合，相同的第一角位移传感器(9a)和第二角位移传感器(9b)安装在壳体上，且第一角位移传感器(9a)和第二角位移传感器(9b)的测量轴，分别通过第一定位销(11a)和第二定位销(11b)安装在所述第一齿轮(10a)和第二齿轮(10b)的轴孔中。
3.根据权利要求1所述的旋转轴位置测量装置，其特征在于：所述旋转轴(1)通过轴承安装在壳体内，旋转轴(1)的右端有一座孔，齿轮(6)的左端有凸缘，其插入座孔中，并在端部通过弹簧垫圈(7)和圆柱头内六角螺钉(8)固定连接。
4.根据权利要求1所述的旋转轴位置测量装置，其特征在于：所述壳体包括前壳体(3)、中壳体(5)和后壳体(14)，相邻壳体通过螺钉连接。
5.根据权利要求4所述的旋转轴位置测量装置，其特征在于：所述中壳体(5)包括两个凸台(5a、5b)，所述第一角位移传感器(9a)和第二角位移传感器(9b)分别安装在各自凸台的安装座孔上。
6.根据权利要求5所述的旋转轴位置测量装置，其特征在于：所述第一角位移传感器(9a)和第二角位移传感器(9b)具有与凸台边缘结合的止口，第一、第二压块(12a、12b)具有压接第一角位移传感器(9a)和第二传感器(9b)的环形槽的凸起，第一、第二压块(12a、12b)分别通过螺钉(13a、13b)与凸台连接。
7.根据权利要求4所述的旋转轴位置测量装置，其特征在于：旋转轴(1)通过左轴承(2)和右轴承(4)固定在前壳体(3)和中壳体(5)之间。
8.根据权利要求1所述的旋转轴位置测量装置，其特征在于：齿轮(6)与第一、第二齿轮(10a、10b)的传动比可调。
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