CN109141171B - 线位移轮式传感器 - Google Patents

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Abstract

线位移轮式传感器，其包括壳体、弦线、绳轮组件、轴组件、齿轮传动组件和电位器组件，弦线绕在绳轮组件的绳轮上，绳轮组件包括绳轮螺纹套、绳轮和绳轮限位套，绳轮螺纹套、绳轮限位套固定在绳轮两侧的内凹槽上，绳轮螺纹套设置内螺纹，与固定在主轴上的主轴螺纹套相配合，可由绳轮螺纹套通过在轴螺纹套上转动而轴向移动；轴组件包括主轴、主轴限位套、主轴螺纹套，主轴限位套与主轴之间限位，螺纹套与主轴之间间隙配合，螺纹套由壳体的前盖板定位，绳轮限位套与主轴限位套之间设置轴向引导机构，轴向引导机构引导绳轮限位套在主轴限位套上轴向移动并使绳轮限位套与主轴限位套共同转动，主轴限位套长度以及主轴螺纹套的螺纹长度均须小于绳轮宽度。

Description

线位移轮式传感器
技术领域
本发明涉及一种轮式传感器。
背景技术
轮式传感器主要用于测量机构的运动距离，特别是工程机械车辆的机构运动距离测量。比较常用于大型轨道检修工程车，用于检测工程车的捣固装置下探深度，伸展臂的伸长长度测量等。现有轮式位移传感器，其包括组成传动机构的绳轮、绳轮轴、弦线、小齿轮、大齿轮；组成间隙消除机构的电位器座、螺母、联接轴、轴承、尼龙大齿轮、尼龙小齿轮、卷收弹簧、盖板；组成发条弹簧回收机构的发条弹簧、调节头；组成电位器组件的电位器、电缆扎带、电缆线接向电器插座。弦线连接被测物体，当被测物体发生位移时，测量弦线产生相应的位移量，通过传动机构使与其啮合传递的大齿轮驱动与其相连的电位器的滑动触点产生偏转，并输出相应的电位差，将位移量转换成电信号输出，达到线性度好、精度高的检测效果。
现有结构存在以下问题：
1.弦线螺旋出线，导致出线位置点偏移，进而导致测量数据存在误差现象。
2.绳轮上设置弦线槽，弦线缠绕在弦线槽中，这样，其量程不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种线位移轮式传感器，使其测量更精确。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：线位移轮式传感器，包括壳体、弦线、绳轮组件、轴组件、齿轮传动组件和电位器组件，弦线绕在绳轮组件的绳轮上，其特征在于：所述绳轮组件包括绳轮螺纹套、绳轮和绳轮限位套，绳轮螺纹套、绳轮限位套固定在绳轮两侧的内凹槽上，所述绳轮螺纹套设置内螺纹，与固定在主轴上的主轴螺纹套相配合，可由绳轮螺纹套通过在主轴螺纹套上转动而轴向移动；所述轴组件包括主轴、主轴限位套、主轴螺纹套，主轴限位套与主轴之间限位，主轴螺纹套与主轴之间采用间隙配合，主轴螺纹套由壳体的前盖板定位，所述绳轮限位套与主轴限位套之间设置轴向引导机构，轴向引导机构引导绳轮限位套在主轴限位套上轴向移动并使绳轮限位套与主轴限位套共同转动，主轴限位套长度以及主轴螺纹套的螺纹长度均须小于绳轮宽度。
更好地，所述轴向引导机构包括绳轮限位套表面上的轴向导向槽和主轴限位套表面的相应的轴向导向条，或者，绳轮限位套表面上的轴向导向条和主轴限位套表面的相应的轴向导向槽。
更好地，所述绳轮表面光滑，无弦线槽。
更好地，所述壳体与绳轮之间的距离小于弦线直径的二倍。
更好地，所述壳体上安装一个锥形体，锥形体中设置弦线通孔。
更好地，所述齿轮传动组件外设置齿轮罩，齿轮罩固定在壳体和电位器组件之间。
本发明的优点在于：1、现有的线位移轮式传感器因其检测原理形成的螺旋式绕线导致测量出线过程中，其螺旋的特点导致出线点位存在偏移，进而产生测量误差，本发明通过将螺旋绕线的出线端偏移转化为绳轮的偏移，保证测试点的位置固定，减少了测量误差，也利于弦线的保护。2、将现有绳轮上的弦线槽改为无槽型绳轮，在同等宽度绳轮的条件下，由于去除了原有的槽型结构，将原有的槽型结构占用的空间留给了弦线，增加了绕线圈数，进而增加绕线长度，实现增加测量量程不足的问题。
附图说明
图1是本发明实施例轮式传感器的整体结构示意图。
图2是本发明实施例轮式传感器的俯视图。
图3是图2的A—A剖面示意图。
图4是本发明实施例轮式传感器的分解示意图。
图5是本发明实施例绳轮组件的分解示意图。
图6是本发明实施例绳轮组件的主视图。
图7是本发明实施例轴组件的结构示意图。
图8是本发明实施例测量开始时的结构示意图。
图9是本发明实施例测量终了时的结构示意图。
图10是本发明实施例绳轮与现有技术绳轮的比较图。
具体实施方式
下面结合附图、实施例对本发明作进一步说明。
如图1、2、3、4所示的线位移轮式传感器，包括卷簧组件、绳轮组件、轴组件、齿轮传动组件和电位器组件。
如图3所示，上述电位器组件包括电位器转换轴组装18、电位器16、电位器座17、电位器保护盖15，电位器16固定在电位器座17，电位器保护盖15固定在电位器座17上。
如图3所示，上述齿轮传动组件包括固定在主轴7一端的齿轮73、转换齿轮13和固定在电位器轴组装18上的转换齿轮22，通过转换齿轮13经过转换齿轮22实现减速，绳轮9的旋转带动主轴7旋转，再经齿轮传动组件，将旋转量按照固定的齿轮比进行转换后，传导至电位器轴，经电位器将机械量转换为电信号。
如图3、4所示，上述卷簧组件包括卷簧盖2、卷簧3、卷簧套筒4，卷簧套筒4通过键23连接在主轴7上，卷簧3一端固定在卷簧套筒4上，卷簧3另一端固定在卷簧盖2上，卷簧盖2由卷簧盖安装螺钉1固定在后盖板5上，后盖板5固定在壳体6一侧上。
如图4所示，上述绳轮组件包括绳轮螺纹套8、绳轮9和绳轮限位套10，绳轮螺纹套8、绳轮限位套10采用十字槽沉头螺钉分别固定在绳轮9两侧的内凹槽91、92上。
上述绳轮螺纹套8设置内螺纹，与固定在主轴7上的轴螺纹套72相配合，可由绳轮螺纹套8通过在主轴螺纹套72上转动而移动。
上述限位套10上设置轴向的导向槽101，与固定在主轴7上的轴限位套71上的导向条711相配合，随着绳轮9的转动而使绳轮9在主轴7的限位套71上移动。
如图7所示，上述轴组件包括主轴7、主轴限位套71、主轴螺纹套72，主轴7一端固定齿轮73，主轴7二端均由轴承74支撑，轴承74分别固定在后盖板5和前盖板11上，主轴7二端由轴端挡圈75与轴承74限位。
上述主轴限位套71与主轴7之间由键配合，保证主轴7与主轴限位套8转动一致。
上述主轴螺纹套72与主轴7之间采用间隙配合，主轴螺纹套72右侧采用外六角结构76（也可以采用其他形状进行限位）与前盖板11进行定位，不跟随主轴7转动。
上述主轴限位套71长度L1以及主轴螺纹套72的螺纹长度L2均须小于绳轮9宽度Ｃ，保证绳轮9在轴向运动过程中不脱离主轴限位套71和主轴螺纹套72，以达到位置运动传动的连贯性。主轴螺纹套72的螺纹螺距须和绳轮上缠绕的弦线30直径一致，形成绳轮旋转一圈，绳轮轴向移动一个弦线直径的长度。满足以上条件，即可满足产品的弦线30定点输出。
如图6所示：当检测点拉伸绳，带动绳轮9转动，绳轮9自身绳轮限位套10螺纹与轴组装上的主轴螺纹套72螺纹形成螺旋传动，弦线30拉伸一圈，绳轮轴向运动一个绳轮直径。采用运动转移方式，实现了弦线30定点输出。
工作时，当缠绕在绳轮上的弦线30被检测点带动拉伸，刚开始时的状态见图8，绳轮9跟随转动，绳轮9上安装的绳轮限位套10通过主轴7限位套71带动主轴7进行旋转，与主轴7相连的转换齿轮13经过转换齿轮22实现减速，最终经齿轮将旋转量按照固定的齿轮比进行转换后，传导至电位器轴18，经电位器将机械量转换为电信号。同时，绳轮转动时，绳轮上的绳轮螺纹套8与主轴7组装上的主轴螺纹套72螺纹相互配合，当弦线30带动绳轮9转动时，主轴7的固定主轴螺纹套72与绳轮螺纹套产生轴向位移，其螺距与弦线直径相同，保证输出位置固定，见图9，实现定点输出。这样，本发明通过将螺旋绕线的出线端偏移转化为绳轮的偏移，保证测试点的位置固定，减少了测量误差，也利于弦线的保护。
如图3所示，所述的壳体6与绳轮9之间的距离小于弦线30直径的二倍，因此外壳6能够阻止弦线跳动缠绕。防弦线跳动式还可以采用可调节卡箍式结构实现。
如图3所示，所述壳体6上安装一个锥形体61，锥形体中设置弦线通孔62，该锥形体可以减小壳体内部与外部的接触范围，避免尘土的进入，也可以过滤掉弦线上附带的杂质。如果弦线出线钢丝断裂，则可以被锥形口及时阻止弦线跳动，及早发现弦线的瑕疵，断裂，有效避免作业过程中出线弦线断裂的情况。
如图3和图4所示，所述壳体6的另一侧通过螺钉组件12固定前盖板11，前盖板11与电位器组件之间还设置齿轮罩21，齿轮罩21在齿轮传动组件外，齿轮罩21由压块20和螺钉组件14固定到壳体6上。
如图10所示，本发明通过消除原有绳轮9的槽93，因此，本实施例中原有的8圈弦线30长度缠绕可以升级为10圈弦线30缠绕，量程增加2×D×π(D为绳轮直径)。

Claims (5)

1.线位移轮式传感器，包括壳体、弦线、绳轮组件、轴组件、齿轮传动组件和电位器组件，弦线绕在绳轮组件的绳轮上，其特征在于：所述绳轮组件包括绳轮螺纹套、绳轮和绳轮限位套，绳轮螺纹套、绳轮限位套固定在绳轮两侧的内凹槽上，所述绳轮螺纹套设置内螺纹，与固定在主轴上的主轴螺纹套相配合，可由绳轮螺纹套通过在主轴螺纹套上转动而轴向移动；所述轴组件包括主轴、主轴限位套、主轴螺纹套，主轴限位套与主轴之间限位，主轴螺纹套与主轴之间采用间隙配合，主轴螺纹套由壳体的前盖板定位，所述绳轮限位套与主轴限位套之间设置轴向引导机构，轴向引导机构引导绳轮限位套在主轴限位套上轴向移动并使绳轮限位套与主轴限位套共同转动，主轴限位套长度以及主轴螺纹套的螺纹长度均须小于绳轮宽度；所述轴向引导机构包括绳轮限位套表面上的轴向导向槽和主轴限位套表面的相应的轴向导向条，或者，绳轮限位套表面上的轴向导向条和主轴限位套表面的相应的轴向导向槽。
2.根据权利要求1所述的线位移轮式传感器，其特征在于：所述绳轮表面光滑。
3.根据权利要求1或2所述的线位移轮式传感器，其特征在于：所述壳体与绳轮之间的距离小于弦线直径的二倍。
4.根据权利要求1或2所述的线位移轮式传感器，其特征在于：所述壳体上安装一个锥形体，锥形体中设置弦线通孔。
5.根据权利要求1或2所述的线位移轮式传感器，其特征在于：所述齿轮传动组件外设置齿轮罩，齿轮罩固定在壳体和电位器组件之间。
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