CN109700107B - 一种拉线式测量装置及其测量方法 - Google Patents

一种拉线式测量装置及其测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种拉线式测量装置,包括拉线、壳体、转盘、卷簧和光电传感器;所述转盘包括设置有排列成环形的码道的第一表面;所述壳体设置有用于容纳所述转盘的第一空间;所述壳体内设有中轴,所述中轴作为所述转盘旋转的支承件而贯穿所述第一表面;所述转盘设置有用于容纳所述卷簧的第二空间;所述卷簧一端固定在所述中轴上,另一端固定在所述转盘上;所述拉线缠绕在所述转盘上,并通过设置在所述壳体上的拉线孔延伸至所述壳体的外部;所述光电传感器对准所述码道,以获取所述码道在旋转时的角位移信息。本发明的装置体积小,结构简单,易于拆卸、维护。

Description

一种拉线式测量装置及其测量方法
技术领域
本发明涉及传感器装置领域,特别涉及一种拉线式测量装置及其测量方法。
背景技术
在目前的服装测量领域中,测量装置大多采用电阻式传感器或者电容式传感器。在这些测量装置在使用过程中,由于不可避免地会触碰到测量组件,从而对测量过程中产生的电信号造成影响,最终使测量结果不准确。此外,这些测量装置结构复杂,不利于维护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是设计一种体积较小、结构简单的测量装置,使其方便携带,并且降低成本。
为了解决上述技术问题,本发明中披露了一种拉线式测量装置及其测量方法,本发明的技术方案是这样实施的:
一种拉线式测量装置包括拉线、壳体、转盘、卷簧和光电传感器;所述转盘包括设置有排列成环形的码道的第一表面;所述壳体设置有用于容纳所述转盘的第一空间;所述壳体内设有中轴,所述中轴作为所述转盘旋转的支承件而贯穿所述第一表面;所述转盘设置有用于容纳所述卷簧的第二空间;所述卷簧一端固定在所述中轴上,另一端固定在所述转盘上;所述拉线缠绕在所述转盘上,并通过设置在所述壳体上的拉线孔延伸至所述壳体的外部;所述光电传感器对准所述码道,以获取所述码道在旋转时的角位移信息。
优选地,转盘的侧面设置有用于容纳所述拉线的环形凹槽;所述环形凹槽内设置有拉线固定部,用于固定所述拉线的一端。
优选地,所述转盘内壁面设有具有缺口的圆环;所述缺口内侧设置有第一挡块;所述圆环内设置有第二挡块,所述第二挡块与所述圆环内壁形成一用于让所述卷簧通过的第一狭缝;所述卷簧包括依次相连的首端、第一弯折部、第一连接部、弯卷部、第二弯折部和末端;所述首端位于所述缺口内;所述第一弯折部与所述第一挡块扣接;所述第一连接部贯穿所述第一狭缝;所述中轴设置有第二狭缝;所述第二弯折部经过所述第二狭缝扣接在所述中轴上;所述末端与第二弯折部连接。
优选地,所述圆环的高度低于所述转盘的外沿,由此与所述转盘的外沿形成一个台阶;所述转盘包括卷簧压板,所述卷簧压板安装于所述台阶上。
优选地,所述壳体包括相互闭合后构成所述第一空间的第一壳体和第二壳体;所述中轴的第一端与所述第一壳体固定连接;所述第二壳体设置有凹陷部,所述中轴的第二端位于所述凹陷部内;所述中轴第一端的外侧设置有第一凸起;所述凹陷部的外沿设置有第二凸起。
优选地,所述第一壳体和所述第二壳体在外侧面上对应地分别设置有第一延伸部和第二延伸部;所述第一延伸部和所述第二延伸部相应地设有第一通孔和第二通孔。
优选地,所述光电传感器为反射式光电传感器;所述壳体上设有测量孔。
优选地,所述测量装置还包括卡接在所述拉线孔内的二通管,所述二通管的两端外径大于中部。
优选地,所述壳体拉线上末端设有限位件,所述限位件的外径大于所述二通管的内径。
一种采用所述测量装置的长度测量方法:拉动所述拉线时,带动所述转盘转动,所述光电传感器读取所述转盘上的所述码道数;所述拉线的拉伸长度为所述光电传感器读取的码道数与相关系数之积。
实施本发明的有益效果是:
1、拉线装置体积较小,方便携带;
2、拉线装置通过挂绳孔可固定在服装上,不易遗失;
3、卷簧通过特殊的方式卡接在中轴和转盘之间,在保证拉伸后可快速复原的同时,也方便拆卸维护;
4、采用反射式的光电传感器可缩小测量装置的体积,通过卡接的方式固定在壳体上有利于拆卸维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例,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的附图。
图1为拉线装置的参考图;
图2为拉线装置主要部件的拆分参考图;
图3为拉线装置与二通管和限位件的配合参考图;
图4为图3的A-A方向的剖面图;
图5为一种带有码道的转盘的参考图;
图6为图5的B-B方向的剖面图;
图7为一种转盘的参考图;
图8为图7的主视图;
图9为一个优选的实施例中卷簧连接中轴和转盘的参考图;
图10为图7的仰视图;
图11为一个优选的实施例中光电传感器与带有码道的转盘相配合的参考图。
在上述附图中,各图号标记分别表示:
10-挂件孔,101-第一通孔,102-第二通孔,11-第一壳体,111-测量孔,112第一凸起,
12-第二壳体,121-凹陷部,122-第二凸起,13-中轴,131-第二狭缝,14-拉线孔
21-转盘,210-环形凹槽,2100-拉线固定部,2101-通孔,211-第三凸起,212-圆环,213-缺口,214-第二挡块,215-第一挡块,216-第一狭缝,22-卷簧压板,
3-码盘,31-码道,
4-卷簧,41-首端,42-第一弯折部,43-第一连接部,44-弯卷部,45-第二弯折部,46-末端,
5-二通管,6-限位件,7-光电传感器。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
另外,本文中所提到的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词语,目的是为了方便描述本发明部件之间的相对位置关系,并非指实际使用过程中的绝对方位。
一种拉线式测量装置包括拉线、壳体、转盘21、卷簧4和光电传感器7;所述转盘4包括设置有排列成环形的码道31的第一表面;所述壳体设置有用于容纳所述转盘21的第一空间;所述壳体内设有中轴13,所述中轴13作为所述转盘21旋转的支承件而贯穿所述第一表面;所述转盘21设置有用于容纳所述卷簧4的第二空间;所述卷簧4一端固定在所述中轴13上,另一端固定在所述转盘21上;所述拉线缠绕在所述转盘21上,并通过设置在所述壳体上的拉线孔14延伸至所述壳体的外部;所述光电传感器7对准所述码道31,以获取所述码道31在旋转时的角位移信息。
本技术领域技术人员可以理解的是,本发明的装置测量长度的原理基于光电传感器对光栅(码道31)具有检测能力,并能将相应的信号通过某种方式转化为所需的数据,例如,转速、长度、加速度或线速度等。
为方便理解本发明的工作原理,以下对其结构进行解释。转盘21上设有排列成环形的码道31,中心处设有用于提供中轴13穿过的通孔2101(如图5所示),在另外一些实施例中,通孔2101也可设在偏离圆心的位置。转盘21上的码道31可直接在转盘21上刻画形成。在另外一些实施例中,转盘21还包括了刻有码道31的码盘3,码盘3可通过卡接、粘接或旋接等方式固定在转盘21上(如图2、图4、图6所示)。转盘21通过卷簧4与固定在壳体内的中轴13连接(如图9所示),卷簧4与转盘21或中轴13的固定方式可以选择卡接、粘接或铆接等现有技术。此外,为以后方便拆卸考虑,可以将壳体设计为可拆卸式。或者为了防止人为拆卸导致损坏,可在完成最后一步装配后将其密封为一个整体。
光电传感器7是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。在一般情况下,由发送器、接收器和检测电路构成。
光电传感器7可采用直射式和反射式,因此选择直射式光电传感器时,光电传感器的发射端和接收端分别位于转盘21的上下两侧(如图11所示),并且分别固定在用于容纳转盘21的壳体的内侧和/或外侧,而固定方式可以选择卡接、粘接或螺旋固定等现有技术。
本发明的装配好以后的效果为:拉线固定在转盘21上并缠绕一圈以上后通过壳体上拉线孔14延伸至壳体外,当使用人员拉动壳体外的拉线时,带动转盘21上码道31旋转,卷簧4受力形变,光电传感器7读取经过的码道31数;当使用人员松开壳体外的拉线后,卷簧4受力形变回复,转盘21转动并被拉线缠绕,动转盘21上码道31也随之旋转,光电传感器7读取经过的码道31数;本领域技术人员可选择性地将拉伸和/或松开拉线后,对光电传感器7读取的数据进行处理获得拉线拉伸的长度,例如拉线拉伸的长度可以是码道31数与相关系数之积。
在一个优选的实施例中,转盘21的侧面设置有用于容纳所述拉线的环形凹槽210;所述环形凹槽210内设置有拉线固定部2100,用于固定所述拉线的一端。
如图2、图4、图6、图7和图8所示,转盘21侧面的环形凹槽210用于容纳拉线,并对其进行限制,防止回卷时拉线脱离转盘21,并且也能够保证拉线缠绕转盘21一周的长度不变,从而提高测量精度。另外,转盘21上优选地设有1个以上的拉线固定部2100,用于固定拉线,防止拉伸长度过大导致其脱离转盘21。其中,拉线固定部2100可以是孔洞(如图4所示),也可以是其它用于固定拉线的设计。
在一个优选的实施例中,所述转盘21内壁面设有具有缺口213的圆环212;所述缺口213内侧设置有第一挡块215;所述圆环212内设置有第二挡块214,所述第二挡块214与所述圆环212内壁形成一用于让所述卷簧4通过的第一狭缝216;所述卷簧4包括依次相连的首端41、第一弯折部42、第一连接部43、弯卷部44、第二弯折部45和末端46;所述首端41位于所述缺口213内;所述第一弯折部42与所述第一挡块215扣接;所述第一连接部42贯穿所述第一狭缝216;所述中轴13设置有第二狭缝131;所述第二弯折部45经过所述第二狭缝131扣接在所述中轴13上;所述末端46与第二弯折部45连接。
如图7、图9和图10所示,转盘21内的圆环212可以是一体连接在转盘21内侧,也可以是通过粘接、卡接或螺旋连接等现有的技术固定在转盘21内侧。其中圆环212并非为一个完整的圆,而是带有缺口213,用于容纳卷簧4的一端,防止第一弯折部42滑离第一挡块215。在缺口213向转盘21中心偏离的方向上设有第一挡块215,以及在圆环212的内侧还设有与之靠近但不接触的第二挡块214,第一挡块215和第二挡块214都固定在转盘21上。
卷簧4的首端41被安放在缺口213中,随后的部分先经弯折形成与第一挡块215相贴近的第一弯折部42,随后被第二挡块214抵住并紧贴圆环212内侧形成第一连接部43,接着沿圆环212内侧卷曲形成弯卷部44,再通过中轴13的夹缝后经弯折形成第二弯折部45,用于固定末端46。通过这种连接方式可限制卷簧4首端41和末端46过大的移动并允许弯卷部44卷曲形变,从而保证拉线经拉出后能在卷簧4形变恢复后被带回。
在一个优选的实施例中,所述圆环212的高度低于所述转盘21的外沿,由此与所述转盘21的外沿形成一个台阶;所述转盘21包括卷簧压板22,所述卷簧压板22安装于所述台阶上。
如图6所示,卷簧压板22安装在台阶上可限制卷簧4在旋转形变时上下晃动,防止卷簧4产生不可恢复的形变。在另外一些优选的实施例中,卷簧压板22安装在转盘21上后与侧边有高度差,即转盘21的侧边相对与卷簧压板22凸起,该设计可防止卷簧压板22与壳体内侧接触,减少转盘21与壳体之间的摩擦,也有助于减少卷簧压板22的磨损。
在一个优选的实施例中,所述壳体包括相互闭合后构成所述第一空间的第一壳体11和第二壳体12;所述中轴13的第一端与所述第一壳体11固定连接;所述第二壳体12设置有凹陷部121,所述中轴13的第二端位于所述凹陷部121内;所述中轴13第一端的外侧设置有第一凸起112;所述凹陷部121的外沿设置有第二凸起122。
如图4所示,在第一壳体11和第二壳体12上分别设有第一凸起112和第二凸起112,该设计可用于减少壳体内侧表面与转盘21表面的接触面积,从而减少因壳体内侧表面与转盘21之间相互接触、转动造成的磨损,尤其是码道31经磨损后会降低测量精度。另外,第二凸起122上还设有可容纳中轴13第二端的凹陷部121,用于限制中轴13在转盘21被拖拽的过程中产生晃动,防止影响码道31的旋转运动,最终影响测量精度。
在一些实施例中,图4-图6和图8所示,为减少壳体对码盘3的磨损以及减少摩擦,在转盘21上还设有一环形的第三凸起211。在另外一些实施例中,该凸起也可以用于卡接码盘3,使其固定在转盘21上。
在一个优选的实施例中,所述第一壳体11和所述第二壳体12在外侧面上对应地分别设置有第一延伸部和第二延伸部;所述第一延伸部和所述第二延伸部相应地设有第一通孔和第二通孔。
如图3所示,挂件孔10由一延伸部和第二延伸部上的第一通孔101和第二通孔102组成,其作用是用于提供一个悬挂拉线的部位,方便携带,以及防止遗失。
在一个优选的实施例中,所述光电传感器7为反射式光电传感器;所述壳体上设有测量孔111。
为了使测量装置的体积尽可能小,在该实施例中,本发明优选地采用具有反射式的光电传感器7作为优选的光电传感器7,并且为了方便拆卸维护,优选地将其安装在壳体上,另外,在壳体上还设有至少一个测量孔111用于提供光电传感器7测量壳体内的码道31(如图1和图2所示)。
在一个优选的实施例中,所述测量装置还包括卡接在所述拉线孔内的二通管5,所述二通管5的两端外径大于中部。
如图3所示,由于拉线孔14的边缘较为粗糙,在一些情况下会有毛刺以及由壳体有第一壳体11和第二壳体12组合而形成的缝隙,将会在拉线拉伸以及收缩的过程中与其相摩擦,从而不可避免的会对拉线造成磨损,而在拉线孔14内加上拥有光滑内表面的二通管5可减少拉线的磨损,另一方面由于二通管5的内表面光滑,因此摩擦力也相应较小。
在一个优选的实施例中,所述壳体拉线上末端设有限位件6,所述限位件6的外径大于所述二通管5的内径。
如图3所示,本发明优选地将球体作为限位件6,除此之外,限位件6也可以选用圆柱体、四面体或六面体等。限位件6上可以设置能供拉线穿过的通孔,当拉线穿过通孔后,本领域技术人员可通过捆绑、胶粘剂或打结等方式将限位件6固定在拉线上。另外,限位件6上也可设置凸块或凹槽等。拉线上的限位件6的作用在于防止拉线收回时,速度过快而导致拉线被完全拖到壳体内,另一方面也为了确定拉线的起始长度,即用于标定拉线的零点。
上述列举的各种实施例,在不矛盾的前提下,可以相互组合实施,本领域技术人员可结合附图和上文对实施例的解释,作为对不同实施例中的技术特征进行组合的依据。
需要指出的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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 (7)

1.一种拉线式测量装置,其特征在于:
包括拉线、壳体、转盘、卷簧和光电传感器;
所述转盘包括设置有排列成环形的码道的第一表面;
所述壳体设置有用于容纳所述转盘的第一空间;
所述壳体内设有中轴,所述中轴作为所述转盘旋转的支承件而贯穿所述第一表面;
所述转盘设置有用于容纳所述卷簧的第二空间;
所述卷簧一端固定在所述中轴上,另一端固定在所述转盘上;
所述拉线缠绕在所述转盘上,并通过设置在所述壳体上的拉线孔延伸至所述壳体的外部;
所述光电传感器对准所述码道,以获取所述码道在旋转时的角位移信息;
所述转盘内壁面设有具有缺口的圆环;
所述缺口内侧设置有第一挡块;所述圆环内设置有第二挡块,所述第二挡块与所述圆环内壁形成一用于让所述卷簧通过的第一狭缝;
所述卷簧包括依次相连的首端、第一弯折部、第一连接部、弯卷部、第二弯折部和末端;
所述首端位于所述缺口内;
所述第一弯折部与所述第一挡块扣接;
所述第一连接部贯穿所述第一狭缝;
所述中轴设置有第二狭缝;
所述第二弯折部经过所述第二狭缝扣接在所述中轴上;
所述末端与第二弯折部连接;
所述圆环的高度低于所述转盘的外沿,由此与所述转盘的外沿形成一个台阶;
所述转盘包括卷簧压板,所述卷簧压板安装于所述台阶上;
所述壳体包括相互闭合后构成所述第一空间的第一壳体和第二壳体;
所述中轴的第一端与所述第一壳体固定连接;
所述第二壳体设置有凹陷部,所述中轴的第二端位于所述凹陷部内;
所述中轴第一端的外侧设置有第一凸起;
所述凹陷部的外沿设置有第二凸起;
所述第一挡块设于所述缺口向所述转盘中心偏离的方向,所述第二挡块设置于所述圆环的内侧,所述第一挡块和所述第二挡块都固定在所述转盘上。
2.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于:
转盘的侧面设置有用于容纳所述拉线的环形凹槽;
所述环形凹槽内设置有拉线固定部,用于固定所述拉线的一端。
3.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于:
所述第一壳体和所述第二壳体在外侧面上对应地分别设置有第一延伸部和第二延伸部;
所述第一延伸部和所述第二延伸部相应地设有第一通孔和第二通孔。
4.根据权利要求1-3中任一所述的测量装置,其特征在于:
所述光电传感器为反射式光电传感器;所述壳体上设有测量孔。
5.根据权利要求4所述的测量装置,其特征在于:
所述测量装置还包括卡接在所述拉线孔内的二通管,所述二通管的两端外径大于中部。
6.根据权利要求5所述的测量装置,其特征在于:
所述壳体拉线上末端设有限位件,所述限位件的外径大于所述二通管的内径。
7.一种长度测量方法,其特征在于:
所述测量方法采用权利要求4所述的测量装置;
拉动所述拉线时,带动所述转盘转动,所述光电传感器读取所述转盘上的所述码道数;
所述拉线的拉伸长度为所述光电传感器读取的码道数与相关系数之积。
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