CN110207876B - 一种微型钢丝绳拉力传感器 - Google Patents

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Abstract

一种微型钢丝绳拉力传感器，包括两个内部中空处穿过钢丝绳的穿绳环，所述穿绳环固定在钢丝绳上后，具有沿穿绳环轴线运动的一个自由度；两个穿绳环上相对的位置设置有光学底座安装孔，两个穿绳环的光学底座安装孔内安装有光学测量系统；所述光学测量系统包括分别固定在两个穿绳环的光学底座安装孔内的光学底座Ⅰ和光学底座Ⅱ，所述光学底座Ⅰ上设置光纤接头和聚焦透镜，所述光纤接头连接光纤导入激光，光学底座Ⅱ上固定线性CCD阵列；光纤接头、聚焦透镜、线性CCD阵列在同一轴线上。该微型钢丝绳拉力传感器尺寸小，可安装在各类空间狭小的场合。

Description

一种微型钢丝绳拉力传感器
技术领域
本发明涉及一种微型钢丝绳拉力传感器。
背景技术
钢丝绳的应用非常广泛。在一些关键的应用场合，通常需要实时监测钢丝绳的受力以确定钢丝绳是否处于正常工作状态，从而避免事故发生。但目前钢丝绳拉力的检测装置尺寸通常较大，在对检测装置安装空间有所限制的场合，则不再适用。这些位置的钢丝绳受力由于无法监控，很容易造成事故发生。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种微型钢丝绳拉力传感器，以解决上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种微型钢丝绳拉力传感器，包括两个内部中空处穿过钢丝绳的穿绳环，所述穿绳环固定在钢丝绳上后，具有沿穿绳环轴线运动的一个自由度；
两个穿绳环上相对的位置设置有光学底座安装孔，两个穿绳环的光学底座安装孔内安装有光学测量系统；
所述光学测量系统包括分别固定在两个穿绳环的光学底座安装孔内的光学底座Ⅰ和光学底座Ⅱ，所述光学底座Ⅰ上设置光纤接头和聚焦透镜，所述光纤接头连接光纤导入激光，光学底座Ⅱ上固定线性CCD阵列；光纤接头、聚焦透镜、线性CCD阵列在同一轴线上。
两个穿绳环中，穿绳环Ⅰ上设置空心导向柱Ⅰ和实心导向柱，穿绳环Ⅱ上设置空心导向柱Ⅱ和空心导向柱Ⅲ，穿绳环Ⅰ的空心导向柱Ⅰ和实心导向柱穿入穿绳环Ⅱ的两个空心导向柱中，使两个穿绳环具有沿穿绳环轴线运动的一个自由度；
两个穿绳环内均设置有光学底座安装孔，所述光学底座安装孔与两个穿绳环相对的两个空心导向柱连通。
两个穿绳环上均设置有顶丝安装孔，两个穿绳环通过穿过顶丝安装孔的顶丝固定在钢丝绳上。
所述光学底座Ⅰ和光学底座Ⅱ分别固定在两个穿绳环的光学底座安装孔内。
所述线性CCD阵列的信号线和电源线通过光学底座尾部导出。
本发明的有益效果为：
（1）该微型钢丝绳拉力传感器尺寸小，可安装在各类空间狭小的场合。
（2）该微型钢丝绳拉力传感器采用精密光学系统，使测量结果更快速准确，发热量较传统钢丝绳拉力传感器小。
附图说明
图1为一种微型钢丝绳拉力传感器示意图。
图2为该拉力传感器工作状态示意图。
图3为穿生环1和穿生环2结构图。
图4光学检测系统组成和安装位置示意图。
1.穿绳环1，2.空心导向柱，3.穿绳环2，4.光纤，5.顶丝 ，6.实心导向柱，7.钢丝绳，光纤接头，9.聚焦透镜，10.线性CCD阵列，11.信号线与电源线，12.激光。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种微型钢丝绳拉力传感器，用于测试钢丝绳的拉力，该拉力传感器包括两个穿绳环1，两个穿绳环的内部中空处穿过钢丝绳7，如图2所示，两个穿绳环上均设置有顶丝安装孔，通过顶丝将两个穿绳环固定在钢丝绳7上，且两个穿绳环7之间具有一定的距离，固定后的两个穿绳环之间具有沿穿绳环轴线运动的一个自由度，钢丝绳的形变可导致两穿绳环相对运动，进而可进行拉力的测量。
如图1、图3所示，本发明的两个穿绳环中，穿绳环Ⅰ1上设置一个空心导向柱Ⅰ2和实心导向柱6，穿绳环Ⅱ上设置空心导向柱Ⅱ和空心导向柱Ⅲ，穿绳环Ⅰ的空心导向柱Ⅰ和实心导向柱穿入穿绳环Ⅱ的两个空心导向柱中，使两个穿绳环具有沿穿绳环轴线运动的一个自由度。
两个穿绳环内均设置有光学底座安装孔，光学底座安装孔与两个穿绳环相对的两个空心导向柱连通，即两个穿绳环上相对的位置设置有光学底座安装孔，两个穿绳环的光学底座安装孔内安装有光学测量系统；光学测量系统包括分别固定在两个穿绳环的光学底座安装孔内的光学底座Ⅰ和光学底座Ⅱ，光学底座Ⅰ上固定设置光纤接头8和聚焦透9，光纤接头8连接光纤4导入激光，光学底座Ⅱ2上固定线性CCD；光纤接头8、聚焦透镜9、线性CCD在同一轴线上。
如图4所示的系统中，光学底座Ⅰ搭载光纤接头8和聚焦透镜9，光纤4穿过光学底座Ⅰ尾部连接光纤接头8，光学底座Ⅰ尾部与穿绳环外部链接。光学底座Ⅱ搭载线性CCD阵列，线性CCD阵列的信号线和电源线11通过光学底座Ⅱ尾部导出穿绳环。
本发明在工作时，由于光纤接头8、聚焦透镜9、线性CCD在同一轴线上，因此：光学底座Ⅰ的光纤接头8将光纤导入的激光12通过聚焦透镜9聚焦后，将光斑辐照在光学底座2上的线性CCD阵列上。钢丝绳7的形变导致穿绳环Ⅰ和穿绳环Ⅱ的相对运动，从而导致聚焦透镜9和线性CCD阵列10的间距变化，辐照在线性CCD阵列10上的光斑直径发生变化，通过信号线输出光斑直径信息给上位机，通过上位机根据光斑直径大小数值获取对应钢丝绳的形变量，光斑直径和钢丝绳变形量呈正比例关系，该比例关系可事先确定。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种微型钢丝绳拉力传感器，其特征在于：包括两个内部中空处穿过钢丝绳的穿绳环（1），所述穿绳环（1）固定在钢丝绳（7）上后，具有沿穿绳环轴线运动的一个自由度；
两个穿绳环（1）上相对的位置设置有光学底座安装孔，两个穿绳环的光学底座安装孔内安装有光学测量系统；
所述光学测量系统包括分别固定在两个穿绳环的光学底座安装孔内的光学底座Ⅰ（1）和光学底座Ⅱ（2），所述光学底座Ⅰ（1）上设置光纤接头（8）和聚焦透镜（9），所述光纤接头（8）连接光纤（4）导入激光，光学底座Ⅱ（2）上固定线性CCD阵列；光纤接头（8）、聚焦透镜（9）、线性CCD阵列在同一轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种微型钢丝绳拉力传感器，其特征在于：
两个穿绳环中，穿绳环Ⅰ（1）上设置空心导向柱Ⅰ和实心导向柱，穿绳环Ⅱ上设置空心导向柱Ⅱ和空心导向柱Ⅲ，穿绳环Ⅰ的空心导向柱Ⅰ和实心导向柱穿入穿绳环Ⅱ的两个空心导向柱中，使两个穿绳环具有沿穿绳环轴线运动的一个自由度；
两个穿绳环内均设置有光学底座安装孔，所述光学底座安装孔与两个穿绳环相对的两个空心导向柱连通。
3.根据权利要求2所述的一种微型钢丝绳拉力传感器，其特征在于：
两个穿绳环上均设置有顶丝安装孔，两个穿绳环通过穿过顶丝安装孔的顶丝固定在钢丝绳（7）上。
4.根据权利要求1所述的一种微型钢丝绳拉力传感器，其特征在于：
所述光学底座Ⅰ（1）和光学底座Ⅱ（2）分别固定在两个穿绳环的光学底座安装孔内。
5.根据权利要求1所述的一种微型钢丝绳拉力传感器，其特征在于：
所述线性CCD阵列的信号线和电源线通过光学底座Ⅱ尾部导出。
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