CN108007357A - 板弹簧测量结构及位移传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了板弹簧测量结构及位移传感器，涉及测量技术领域。本发明提供一种板弹簧测量结构，包括基座、第一板弹簧、测杆、第一测量件及第二测量件；第一板弹簧与基座连接，测杆与第一板弹簧连接，第一测量件与测杆连接，第二测量件与基座连接，测杆能够带动第一测量件相对第二测量件运动。本发明还提供了一种包括板弹簧测量结构的位移传感器。本发明提供的板弹簧测量结构及位移传感器的结构简单、使用方便，具有使用寿命长、测量精度高及测量误差稳定的特点。并且，其还具备良好的防撞性能。

Description

板弹簧测量结构及位移传感器

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及板弹簧测量结构及位移传感器。

背景技术

位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速，应用日益广泛。

现有的位移传感器的使用次数通常仅有百万次到千万次，而且随着使用次数增加，测杆与配合轴承之间间隙越来越大，精度会随之逐步下降，非常脆弱，受到撞击后，容易卡死报废。并且，在受到撞击后，测量精度会受到较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种板弹簧测量结构，其结构简单、使用方便，具有使用寿命长、测量精度高及测量误差稳定的特点。并且，其还具备良好的防撞性能。

本发明的另一目的在于提供一种位移传感器，其结构简单、使用方便，具有使用寿命长、测量精度高及测量误差稳定的特点。并且，其还具备良好的防撞性能。

本发明提供一种技术方案：

一种板弹簧测量结构，包括基座、第一板弹簧、第二板弹簧、测杆、第一测量件及第二测量件；第一板弹簧和第二板弹簧相对设置并均与基座连接，测杆与第一板弹簧和第二板弹簧连接，第一测量件与测杆连接，第二测量件与基座连接，测杆能够带动第一测量件相对第二测量件运动。

进一步地，上述基座包括本体和安装件，本体与安装件连接并围成容置空间，安装件具有与第一板弹簧连接的第一安装面和与第二板弹簧连接的第二安装面，第一安装面与第二安装面相对设置，第一板弹簧远离第一安装面的一侧与容置空间的侧壁间隔设置，第二板弹簧远离第二安装面的一侧与容置空间的侧壁间隔设置。

进一步地，上述本体沿测杆滑动方向开设有供测杆往复运动的滑槽。

进一步地，上述第一板弹簧与第二板弹簧相互间隔设置。

进一步地，上述第一测量件与测杆连接于第一板弹簧和第二板弹簧之间。

进一步地，上述安装件包括相互连接的延伸部和凸起部，延伸部的两端分别与本体连接，第一安装面和第二安装面分别位于凸起部相对的两端。

进一步地，上述本体还设置有能够部分容置测杆的限位槽。

进一步地，上述第一板弹簧与基座卡接或螺栓连接。

进一步地，上述第一测量件为光栅，第二测量件为光感器。

一种位移传感器，包括传感器本体和板弹簧测量结构。板弹簧测量结构，包括基座、第一板弹簧、第二板弹簧、测杆、第一测量件及第二测量件；第一板弹簧和第二板弹簧相对设置并均与基座连接，测杆与第一板弹簧和第二板弹簧连接，第一测量件与测杆连接，第二测量件与基座连接，测杆能够带动第一测量件相对第二测量件运动，基座与传感器本体连接。

相比现有技术，本发明提供的板弹簧测量结构及位移传感器的有益效果是：

基座用于安装各部件，进而保证整体性。测杆用于对待测量物体直接接触，并对其进行测量。第一板弹簧和第二板弹簧相互配合并用于在测杆测量时使测杆始终保持直线运动，进而保证了测杆测量时的直线度。第一测量件和第二测量件是相互配合，当第一测量件随着测杆发生位移时，第二测量件可以检测出该位移，以完成一次测量。本发明提供的板弹簧测量结构及位移传感器的结构简单、使用方便，具有使用寿命长、测量精度高及测量误差稳定的特点。并且，其还具备良好的防撞性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的第一实施例提供的板弹簧测量结构的结构示意图；

图2为本发明的第一实施例提供的安装件及第一安装面的结构示意图；

图3为本发明的第一实施例提供的安装件及第二安装面的结构示意图；

图4为本发明的其他实施例提供的限位槽的结构示意图。

图标：10-板弹簧测量结构；100-第一板弹簧；200-第二板弹簧；300-基座；310-本体；311-滑槽；312-限位槽；320-安装件；321-第一安装面；322-第二安装面；323-延伸部；324-凸起部；330-容置空间；400-测杆；500-第一测量件；600-第二测量件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种板弹簧测量结构10，其结构简单、使用方便，具有使用寿命长、测量精度高及测量误差稳定的特点。并且，其还具备良好的防撞性能。

本实施例提供的板弹簧测量结构10包括第一板弹簧100、第二板弹簧200、基座300、测杆400、第一测量件500及第二测量件600。第一板弹簧100和第二板弹簧200均与基座300连接，测杆400分别与第一板弹簧100和第二板弹簧200连接，第一测量件500与测杆400连接，第二测量件600与基座300连接，测杆400能够带动第一测量件500相对第二测量件600运动。

板弹簧也叫柔性弹簧，是一种在弹性片状材料上采用机械切割或化学冲裁等方法按照规定的型线构造出涡旋槽，形成涡旋臂，从而使该片状材料具有一定刚度的零件，一般应用于往复运动的机械中。

可以理解的是，基座300用于安装各部件，进而保证整体性。测杆400用于对待测量物体直接接触，并对其进行测量。第一板弹簧100和第二板弹簧200均用于在测杆400测量时使测杆400始终保持直线运动，进而保证了测杆400测量时的直线度。第一测量件500和第二测量件600是相互配合，当第一测量件500随着测杆400发生位移时，第二测量件600可以检测出该位移，以完成一次测量。

同时，需要说明的是，当板弹簧测量结构10同时包括第一板弹簧100和第二板弹簧200时，其安装方式是将其中一个安装在基座300上，并将测杆400与之连接，再通过测杆400的运动来确定另一个板弹簧的安装位置。比如，首先，将第一板弹簧100与基座300连接，并将测杆400与第一板弹簧100连接；然后，拉动测杆400寻找到安装第二板弹簧200的位置。由于在第一板弹簧100的作用下，测杆400的运动轨迹始终为直线。测杆400在与第二板弹簧200连接后，在第二板弹簧200的作用下，测杆400的运动轨迹也为直线，通过拉动测杆400寻找这两条直线重合的位置，并根据该位置安装第二板弹簧200；最后将第二板弹簧200与基座300和测杆400连接。

同时，还需要说明的是，在本发明的其他的某些实施例中，板弹簧测量结构10也可以不包括第二板弹簧200，而仅包含第一板弹簧100。也就是说，在某些实施例中，板弹簧测量结构10只包括一个板弹簧。

并且，第一板弹簧100和第二板弹簧200既可以是相互连接，也可以是相互间隔地设置。当第一板弹簧100和第二板弹簧200相互连接时，也可以理解为一个板弹簧。同时，当第一板弹簧100和第二板弹簧200相互间隔设置时，两者之间的间隔在本实施例中不做具体限定。

还可以理解的是，测杆400与第一板弹簧100和第二板弹簧200连接，第一板弹簧100和第二板弹簧200能够在测杆400运动的过程中，保证测杆400作直线运动，此时测杆400的运动方向与第一板弹簧100和第二板弹簧200的轴线一致。

需要说明的是，在测量领域，用于测量的核心部件可根据运动状态分为动栅和定栅，动栅在测量过程中发生相对定栅的运动，定栅可以检测出该相对运动的位移。在本实施例中，第一测量件500连接于测杆400，并可随测杆400运动；第二测量件600连接于基座300，在测量过程中保持静止。也就是说，在本实施例中，第一测量件500为动栅，第二测量件600为定栅。在进行测量时，测杆400因测量而使测杆400和连接于测杆400上的第一测量件500发生相对基座300的位移，即在测量时，第一测量件500相对第二测量件600会发生相对位移，通过第一测量件500与第二测量件600之间的相对位移即可得出本次测量的测量值。

还需要说明的是，可选地，第一测量件500可以为光栅、容栅或感栅，第二测量件600为与第一测量件500对应感应部件。也就是说，可以将光栅、容栅或感栅作为动栅，而与之配合的感应部件作为定栅。比如，当第一测量件500为光栅时，第二测量件600为光感器，以测量在光栅随测杆400运动后所发生的位移。当然，并不仅限于此，光栅、容栅或感栅也可以被设置为定栅，而与之配合的感应部件作为动栅。比如，第一测量件500为光感器，第二测量件600为光栅。

可以理解的是，第一板弹簧100与基座300之间的连接方式可以为卡接，也可以为螺栓连接等；第二板弹簧200与基座300之间的连接方式可以为卡接，也可以为螺栓连接等。

可以理解的是，第一板弹簧100与测杆400之间的连接方式可以为卡接，也可以为螺栓连接等；第一板弹簧100与测杆400之间的连接方式可以为卡接，也可以为螺栓连接等。

可以理解的是，第一测量件500与测杆400之间的连接方式可以为卡接，也可以为螺栓连接等。

还可以理解的是，第二测量件600与基座300之间的连接方式可以为卡接，也可以为螺栓连接等。

请结合参阅图2和图3，本实施例提供的基座300包括本体310和安装件320，本体310与安装件320连接并围成容置空间330，安装件320具有与第一板弹簧100连接的第一安装面321和与第二板弹簧200连接的第二安装面322，第一板弹簧100远离第一安装面321的一侧与容置空间330的侧壁间隔设置，第二板弹簧200远离第二安装面322的一侧与容置空间330的侧壁间隔设置。

可以理解的是，第一板弹簧100在测杆400带动会发生形变，第一板弹簧100与容置空间330的侧壁之间的间隔可以容置第一板弹簧100发生的形变。

还可以理解的是，第一板弹簧100与容置空间330的侧壁之间的间隔既可以设置于本体310与第一板弹簧100之间，也可以是设置于安装件320与第一板弹簧100之间。比如，安装件320上开设有与第一板弹簧100安装的槽，第一板弹簧100与该槽的底壁连接，而第一板弹簧100的两个侧面分别与该槽的两个侧壁间隔设置。

在本实施例中，第一测量件500与测杆400连接于第一板弹簧100和第二板弹簧200之间。当然，并不仅限于此，在本发明的其他实施例中，第一测量件500也可以位于第一板弹簧100远离第二板弹簧200的一侧或者第一测量件500位于第二板弹簧200远离第一板弹簧100的一侧。

在本实施例中，安装件320包括相互连接的延伸部323和凸起部324，延伸部323的两端分别与本体310连接，第一安装面321和第二安装面322分别位于凸起部324相对的两端。

在本实施例中，本体310沿测杆400滑动方向开设有供测杆400往复运动的滑槽311。也就是说，测杆400与本体310滑动连接，并且本体310设置有供测杆400往复滑动的滑槽311。

可以理解的是，滑槽311的作用一方面是为了供测杆400滑动，另一方面，滑槽311的底部也可以用来支撑测杆400。

请参阅图4，在本发明的其他实施例中，本体310还设置有能够部分容置测杆400的限位槽312。

可以理解的是，限位槽312的作用是为了容置测杆400的一端，并可以减小整体结构的体积。并且，限位槽312可以防止第一板弹簧100和第二板弹簧200发生过大位移而产生永久性变形。

本实施例提供的板弹簧测量结构10的有益效果：基座300用于安装各部件，进而保证整体性。测杆400用于对待测量物体直接接触，并对其进行测量。第一板弹簧100和第二板弹簧200相互配合并用于在测杆400测量时使测杆400始终保持直线运动，进而保证了测杆400测量时的直线度。同时，第一板弹簧100和第二板弹簧200也限制了测杆400的径向旋转。测杆400直线运动和限制径向旋转量是提高位移传感器的精度的关键指标，也是减小传感器的重复性误差和回程误差所需要考虑的关键问题。第一测量件500和第二测量件600是相互配合，当第一测量件500随着测杆400发生位移时，第二测量件600可以检测出该位移，以完成一次测量。本实施例提供的板弹簧测量结构10的结构简单、使用方便，具有使用寿命长、测量精度高及测量误差稳定的特点。并且，其还具备良好的防撞性能。

第二实施例

本实施例提供了一种位移传感器(图未示)，包括传感器本体(图未示)和第一实施例提供的板弹簧测量结构10。板弹簧测量结构10包括基座300、第一板弹簧100、第二板弹簧200、测杆400、第一测量件500及第二测量件600；第一板弹簧100和第二板弹簧200分别与基座300连接，测杆400分别与第一板弹簧100和第二板弹簧200连接，第一测量件500与测杆400连接，第二测量件600与基座300连接，测杆400能够带动第一测量件500相对第二测量件600运动，基座300与传感器本体连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种板弹簧测量结构，其特征在于，包括基座、第一板弹簧、第二板弹簧、测杆、第一测量件及第二测量件；所述第一板弹簧和第二板弹簧相对设置并均与所述基座连接，所述测杆与所述第一板弹簧和所述第二板弹簧连接，所述第一测量件与所述测杆连接，所述第二测量件与所述基座连接，所述测杆能够带动所述第一测量件相对所述第二测量件运动。

2.根据权利要求1所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述基座包括本体和安装件，所述本体与所述安装件连接并围成容置空间，所述安装件具有与所述第一板弹簧连接的第一安装面和与所述第二板弹簧连接的第二安装面，所述第一安装面与所述第二安装面相对设置，所述第一板弹簧远离所述第一安装面的一侧与所述容置空间的侧壁间隔设置，所述第二板弹簧远离所述第二安装面的一侧与所述容置空间的侧壁间隔设置。

3.根据权利要求2所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述本体沿所述测杆滑动方向开设有供所述测杆往复运动的滑槽。

4.根据权利要求2所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述第一板弹簧与所述第二板弹簧相互间隔设置。

5.根据权利要求2所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述第一测量件与所述测杆连接于所述第一板弹簧和所述第二板弹簧之间。

6.根据权利要求2所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述安装件包括相互连接的延伸部和凸起部，所述延伸部的两端分别与所述本体连接，所述第一安装面和所述第二安装面分别位于所述凸起部相对的两端。

7.根据权利要求2所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述本体还设置有能够部分容置所述测杆的限位槽。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述第一板弹簧与所述基座卡接或螺栓连接。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的板弹簧测量结构，其特征在于，所述第一测量件为光栅，所述第二测量件为光感器。

10.一种位移传感器，其特征在于，包括传感器本体和如权利要求1-9中任意一项所述的板弹簧测量结构，所述基座与所述传感器本体连接。