CN109855545B - 一种基于光波测位移的伸缩机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光波测位移的伸缩机构，包括：固定部分和运动部分，运动部分为伸缩杆，伸缩杆的顶端设置有反射板或标志板，固定部分的底部外侧设置有设备舱，设备舱内设置有光学测距设备；光学测距设备的光源方向朝向反射板或标志板。本发明适用于伸缩机构位移较大的场合，成本和技术难度受测量范围影响很小；由于采用的是非接触式测量，所以寿命不受摩擦的影响；本发明可以实现激光技术所能达到的测量精度，可以满足多数工业应用场合的需要。此外，本申请中由于位移测量部件集中在设备舱内，油缸和活塞杆内可以不涉及任何电气部件，全部电气部件可以集中在电气舱内，因此大大方便了维护工作和电磁兼容措施。

Description

一种基于光波测位移的伸缩机构

技术领域

本发明涉及位移测量装置领域，尤其是涉及一种基于光波测位移的伸缩机构。

背景技术

伸缩机构在机械或液压工业领域是广为应用的机构，为了控制伸缩量进而精确控制相关零部件的相对直线运动，往往需要对伸缩机构的伸缩量进行测量，以便进一步应用于反馈控制流程中。目前，用于测量相对直线位移的措施有多种，主要分为接触式和非接触式两大类。其中，接触式的有LVDT直线位移传感器、磁栅传感器、电阻位移传感器等。非接触式位移传感器有拉线位移传感器、磁致伸缩传感器、超声测距仪、激光测距仪、红外测距仪或者其它电磁波测距仪等。

在目前的机械或液压工业领域，油缸活塞机构以及套筒丝杠机构是广为应用的直线伸缩机构。油缸活塞机构中，经常采用在活塞杆内部沿着轴向钻孔，进而使用磁致伸缩传感器的方式。套筒丝杠结构中，一般不适合在丝杠中心沿着轴向钻孔，因此多采用在外部安装LVDT位移传感器或其它直线传感器的方式。

对于油缸活塞机构而言，由于活塞杆钻孔对加工工艺要求高，中心孔的同轴度难以保证，为后续应用带来若干不利，如传感器磨损，加工碎屑难以清除，维护困难等，其优点是环境防护相对容易。

对于套筒丝杠机构而言，一般需要在外部安装位移测量部件，因此带来环境防护，电磁兼容防护等若干困难。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光波测位移的伸缩机构，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于光波测位移的伸缩机构，包括：固定部分和运动部分，所述运动部分为伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有反射板或标志板，所述固定部分的底部外侧设置有设备舱，所述设备舱内设置有光学测距设备；所述光学测距设备的光源方向朝向所述反射板或标志板。

作为一种进一步的技术方案，所述光学测距设备和所述反射板或标志板之间的光路上设置有光路保护管，所述光路保护管的顶部设置有透明玻璃盖。

作为一种进一步的技术方案，所述伸缩机构为油缸活塞机构或套筒丝杠机构。

作为一种进一步的技术方案，所述光学测距设备为激光测距仪。

作为一种进一步的技术方案，所述光路保护管的旁边设置有清洁管套管,所述清洁管套管内设置有玻璃盖清洁管，所述玻璃盖清洁管上部设置有清洁液喷口和清洁刷。

作为一种进一步的技术方案，所述玻璃盖清洁管的上部设置有清洁管套管盖片。

作为一种进一步的技术方案，所述光路保护管的旁边设置有清扫管套管以及喷液管套管，所述清扫管套管和所述喷液管套管内分别设置有清扫管和喷液管，所述清扫管的顶部设置有清洁刷；所述喷液管的顶部侧面设置有清洁液喷口。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明适用于伸缩机构位移较大的场合，成本和技术难度受测量范围影响很小；由于采用的是非接触式测量，所以寿命不受摩擦的影响；本发明可以实现激光技术所能达到的测量精度，可以满足多数工业应用场合的需要。此外，本申请中由于位移测量部件集中在设备舱内，油缸和活塞杆内可以不涉及任何电气部件，全部电气部件可以集中在电气舱内，因此大大方便了维护工作和电磁兼容措施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的基于光波测位移的伸缩机构的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于光波测位移的伸缩机构的局部放大图；

图3为本发明实施例提供的基于光波测位移的伸缩机构另一位置的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的玻璃盖清洁的局部结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的基于光波测位移的伸缩机构的局部放大图；

图标：1-固定部分；2-运动部分；3-反射板或标志板；4-设备舱；5-光学测距设备；6-光路保护管；7-透明玻璃盖；8-清洁管套管；9-玻璃盖清洁管；10-清洁液喷口；11-清洁刷；12-清洁管套管盖片；13-清扫管套；14-喷液管套管；15-清扫管；16-喷液管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，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装置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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1

结合图1至图3所示，本实施例提供一种基于光波测位移的伸缩机构，包括：固定部分1和运动部分2，所述运动部分2为伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有反射板或标志板3，所述固定部分1的底部外侧设置有设备舱4，所述设备舱4内设置有光学测距设备5；所述光学测距设备5的光源方向朝向所述反射板或标志板3。

为了使得伸缩机构适用于露天环境，本申请将光学测距设备5安置在设备舱4内的固定位置，以获得位移测量的基准。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述光学测距设备5和所述反射板或标志板3之间的光路上设置有光路保护管6，所述光路保护管6的顶部设置有透明玻璃盖7。通过设置光路保护管6和透明玻璃盖7实现了环境防护。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述伸缩机构为油缸活塞机构或套筒丝杠机构。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述光学测距设备5为激光测距仪。

结合图4所示，作为一种进一步的技术方案，所述光路保护管6的旁边设置有清洁管套管8,所述清洁管套管8内设置有玻璃盖清洁管9，所述玻璃盖清洁管9上部设置有清洁液喷口10和清洁刷11。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述玻璃盖清洁管9的上部设置有清洁管套管盖片12。

本申请根据需要可通过清洁管下部人工或自动化注入清洁液，通过人工或自动化的方式在清洁管套管内转动清洁管，实现玻璃盖的清洗。清洁管上部安装有清洁管套管盖片，防止外部雨水通过清洁管套管进入设备舱。

实施例2

结合图5所示，本实施例与实施例1的区别在于所述光路保护管的旁边设置有清扫管套管13以及喷液管套管14，所述清扫管套13管和所述喷液管套管14内分别设置有清扫管15和喷液管16，所述清扫管15的顶部设置有清洁刷11；所述喷液管16的顶部侧面设置有清洁液喷口10。

在该实施例中，清洁液的喷洒单元其清洁单元分体独立设置，同样可通过喷液管下部人工或自动化注入清洁液，通过人工或自动化的方式在清扫管套管内转动清扫管，实现玻璃盖的清洗。

优选地，本申请中涉及的清洁用零部件均采用非金属材质。

综上，本发明的基于光波测位移的伸缩机构具有如下优点：

1)适用于伸缩机构位移较大的场合，成本和技术难度受测量范围影响很小。比如，多级伸缩机构，只要在最末端的伸缩杆上安装反射板或标志板，即可实现实时位移测量。比如5m以上的场合，使用磁致伸缩传感器或者其它措施，可行性和经济性大幅度降低。

2)由于采用的是非接触式测量，所以寿命不受摩擦的影响。

3)对于传统的油缸和活塞杆伸缩结构，由于磁致伸缩传感器主体是放置在油缸内部，因此，不可避免地需要处理油缸内相应空间的电磁兼容问题，带来工艺上的复杂性和维护上的不方便。特别地，如果需要取出磁致伸缩传感器，必须将整个油缸拆卸下来予以打开，这会带来诸多不便。而采用本申请中的方法，由于位移测量部件集中在设备舱内，油缸和活塞杆内可以不涉及任何电气部件，全部电气部件可以集中在电气舱内，因此大大方便了维护工作和电磁兼容措施。

4)对于油缸和活塞杆伸缩结构，由于不需要在活塞杆内钻孔，在相同受力和强度设计的条件下，可以适当减小活塞杆的直径，为整体重量优化提供了条件。

5)本方法适用面广，既可用于存在直接关联的相对运动体之间的相对位移测量，也可以用于不存在直接关联的相对运动体之间的相对位移测量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种基于光波测位移的伸缩机构，其特征在于，包括：固定部分和运动部分，所述运动部分为伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设置有反射板或标志板，所述固定部分的底部外侧设置有设备舱，所述设备舱内设置有光学测距设备；所述光学测距设备的光源方向朝向所述反射板或标志板；

所述光学测距设备和所述反射板或标志板之间的光路上设置有光路保护管，所述光路保护管的顶部设置有透明玻璃盖；

所述伸缩机构为油缸活塞机构或套筒丝杠机构。

2.根据权利要求1所述的基于光波测位移的伸缩机构，其特征在于，所述光学测距设备为激光测距仪。

3.根据权利要求1所述的基于光波测位移的伸缩机构，其特征在于，所述光路保护管的旁边设置有清洁管套管,所述清洁管套管内设置有玻璃盖清洁管，所述玻璃盖清洁管上部设置有清洁液喷口和清洁刷。

4.根据权利要求3所述的基于光波测位移的伸缩机构，其特征在于，所述玻璃盖清洁管的上部设置有清洁管套管盖片。

5.根据权利要求1所述的基于光波测位移的伸缩机构，其特征在于，所述光路保护管的旁边设置有清扫管套管以及喷液管套管，所述清扫管套管和所述喷液管套管内分别设置有清扫管和喷液管，所述清扫管的顶部设置有清洁刷；所述喷液管的顶部侧面设置有清洁液喷口。