CN110360971B - 一种直线位移计量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种直线位移计量装置，把长行程油缸气缸行程计量的内置式装置变更为外置式计量装置，通过小型减速机、链轮、链条把直线运动转换为旋转运动，利用旋转编码器脉冲计数输出直线位移行程，降低了成本和劳动强度，提高了设备可用率。

Description

一种直线位移计量装置
技术领域
本发明涉及计量装置技术领域，更具体的说是涉及一种直线位移计量装置。
背景技术
为了对一些运动中的设备进行控制，在实际应用中，有些设备需要计量直线位移，通常情况下都是采用模拟量信号计量，如磁尺、电位器等。对于直线位移的计量，常规的方法有两种：第一种是采用磁尺计量，第二种是电位器计量。两种方法都存在有一些缺点。磁尺内置，损坏不易修复。磁尺外置，由于行程长，导杆容易变形。电位器一般采用拉绳式，拉绳长了以后容易产生伸缩晃动，影响计量稳定性。
目前，对于大型长行程油缸气缸驱动装置，由于计量设备在外部安装存在不便，一般都采用内置方式。内置计量装置如磁尺损坏，需要对大型长行程油缸拆卸才能修理，不但影响使用，而且耗时较长。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种直线位移计量装置，通过计量方式转换，根据直线运动变旋转运动的原理，采用旋转编码器来解决上述问题，简单实用，维护方便，可以很好的解决长行程直线位移计量问题，
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种直线位移计量装置，包括大型长行程油缸或气缸的直线推动活塞杆，还包括：底板、旋转编码器、编码器固定卡座、联轴座、减速机、第一传动链轮、传动链条、第二传动链轮、传动链轮轴座和链条端点固定座；所述传动链轮轴座和底板沿直线推动活塞杆的运动方向设在直线推动活塞杆的一侧，第二传动链轮通过链轮轴安装在传动链轮轴座上，所述编码器固定卡座、联轴座、减速机自下而上固定安装在底板的后部，旋转编码器固定安装在编码器固定卡座的底部，减速机的输出轴依次穿过联轴座和编码器固定卡座与旋转编码器同轴连接，第一传动链轮安装在减速机的输入轴上；所述第一传动链轮和第二传动链轮通过传动链条连接，第一传动链轮和第二传动链轮在同一平面上；在所述传动链条上近直线推动活塞杆一侧设有固定点；所述直线推动活塞杆的末端设有功能框架，所述链条端点固定座的右侧固定安装在功能框架的左侧，链条端点固定座的左侧连接在传动链条的固定点上。
进一步，所述链条端点固定座上设有两个连接柱和两个链条固定卡板，两个链条固定卡板平行设置在链条端点固定座，链条固定卡板上均设有两个连接孔，所述连接孔两两同轴，链条端点固定座通过连接柱穿过同轴的连接孔和固定点处的链条孔连接在传动链条的固定点上。
进一步，所述链条固定卡板的平行间距大于传动链条的宽度。
进一步，所述底板的安装位置设在直线推动活塞杆运动行程起点的前方，底板与直线推动活塞杆的运动方向垂直。
进一步，所述底板与传动链轮轴座的高度相同。
进一步，还包括PLC控制器，所述旋转编码器的控制端与PLC控制器连接，减速机的控制端与PLC控制器连接，旋转编码器的数据输出端通过编码器电缆与PLC控制器连接。
进一步，所述减速机输出轴的长度大于输入轴的长度。
进一步，所述固定点与直线推动活塞杆起点位置的连接线与直线推动活塞杆的运动方向垂直。
进一步，所述固定点与直线推动活塞杆终点位置的连接线与直线推动活塞杆的运动方向垂直。
对比现有技术，本发明有益效果在于：
1.减少了长行程直线位移计量装置设备成本及长期运行成本；
2.降低了计量装置损坏后更换的难度，大大节省了人力资源；
3.间接效益：减少了计量装置损坏后造成的质量、安全事故，提高了设备可用率。
本发明提出的一种直线位移计量装置，把长行程油缸气缸行程计量的内置式装置变更为外置式计量装置，通过小型减速机、链轮、链条把直线运动转换为旋转运动，利用旋转编码器脉冲计数输出直线位移行程，降低了成本和劳动强度，提高了设备可用率。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
附图1是本发明的俯视结构示意图。
附图2是本发明的第一传动链轮及其连接部件的左视图。
附图3是本发明的第二传动链轮及其连接部件的左视图。
附图4是本发明的链条固定卡板的结构示意图。
附图5是本发明的链条端点固定座与传动链条的连接示意图。
图中，1为直线推动活塞杆，2为底板，3为旋转编码器，4为编码器固定卡座，5为联轴座，6为减速机，7为第一传动链轮，8为传动链条，9为第二传动链轮，10为传动链轮轴座，11为链条端点固定座，12为链轮轴，13为输出轴，14为输入轴，15为连接柱，16为链条固定卡板，17为连接孔，18为编码器电缆，19为功能框架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
如图1、图2、图3所示的一种直线位移计量装置，包括大型长行程油缸或气缸的直线推动活塞杆1，底板2、旋转编码器3、编码器固定卡座4、联轴座5、减速机6、第一传动链轮7、传动链条8、第二传动链轮9、传动链轮轴座10和链条端点固定座11；所述传动链轮轴座10和底板2沿直线推动活塞杆1的运动方向设在直线推动活塞杆1的一侧，第二传动链轮9通过链轮轴12安装在传动链轮轴座10上，所述编码器固定卡座4、联轴座5、减速机6自下而上固定安装在底板2的后部，旋转编码器3固定安装在编码器固定卡座4的底部，减速机6的输出轴13依次穿过联轴座5和编码器固定卡座4与旋转编码器3同轴连接，第一传动链轮7安装在减速机6的输入轴14上，所述减速机6输出轴13的长度大于输入轴14的长度。所述第一传动链轮7和第二传动链轮9通过传动链条8连接，所述底板2与传动链轮轴座10的高度相同，第一传动链轮7和第二传动链轮9在同一平面上。在所述传动链条8上 ，近直线推动活塞杆1一侧设有固定点20；所述直线推动活塞杆1的末端设有功能框架19，所述链条端点固定座11的右侧固定安装在功能框架的左侧，链条端点固定座11的左侧连接在传动链条8的固定点20上。所述底板2的安装位置设在直线推动活塞杆1运动行程起点的前方，底板2与直线推动活塞杆1的运动方向垂直。
如图4、图5所示，链条端点固定座11上设有两个连接柱15和两个链条固定卡板16，两个链条固定卡板16平行设置在链条端点固定座11，链条固定卡板16上均设有两个连接孔17，所述连接孔17两两同轴，链条端点固定座11通过连接柱15穿过同轴的连接孔17和固定点20处的链条孔连接在传动链条8的固定点20上。所述链条固定卡板16的平行间距大于传动链条8的宽度。
另外，本发明还包括PLC控制器，所述旋转编码器3的控制端与PLC控制器连接，减速机6的控制端与PLC控制器连接，旋转编码器3的数据输出端通过编码器电缆18与PLC控制器连接。
其中，固定点20可以设定在下列几个位置：
1、固定点20与直线推动活塞杆1起点位置的连接线与直线推动活塞杆1的运动方向垂直。
2、固定点20与直线推动活塞杆1终点位置的连接线与直线推动活塞杆1的运动方向垂直。
3、固定点20还可以设定在直线推动活塞杆1靠近起点或终点位。
本发明的安装步骤为：1、按照减速机、编码器固定卡座、联轴座的装配尺寸在底板上钻孔，把编码器固定卡座、联轴座固定在底板上，把减速机输出轴串接后，再把减速机固定安装到底板，各部件调整校正固定于底板之上。底板安装位置在直线运动行程起点之外并于直线行程呈90º角水平焊牢。2、把第一传动链轮安装固定在减速机输入轴上。把第二传动链轮、固定安装于传动链轮轴座，并把传动链轮轴座选择固定安装在长距直线运动的行程终点之外，调节两个传动链轮在同一平面上。3、在直线运动油缸（气缸）直线推动活塞杆上选择固定点，该固定点靠近起点或终点位，在选择的固定点上安装链条端点固定座，把链条装到传动链轮上，链条两端固定于该固定点上。4、调整传动链轮使链条松紧适度，调节整体传动装置使其运行平稳无卡阻。5、连接旋转编码器信号线并调试。
本发明的工作原理为：利用传动链条跟随油缸（气缸）的直线运动及传动链轮的传动，把直线运动转换为旋转运动，把直线行程转换为角度行程。通过减速机把多转旋转运动转换为单转旋转运动，使旋转编码器旋转一圈对应直线运动整个行程，最后通过编码器输出直线行程值,实现利用编码器计量长程直线位移的目的。
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (7)

1.一种直线位移计量装置，包括大型长行程油缸或气缸的直线推动活塞杆（1），其特征在于，还包括：底板（2）、旋转编码器（3）、编码器固定卡座（4）、联轴座（5）、减速机（6）、第一传动链轮（7）、传动链条（8）、第二传动链轮（9）、传动链轮轴座（10）和链条端点固定座（11）；
所述传动链轮轴座（10）和底板（2）沿直线推动活塞杆（1）的运动方向设在直线推动活塞杆（1）的一侧，第二传动链轮（9）通过链轮轴（12）安装在传动链轮轴座（10）上，所述编码器固定卡座（4）、联轴座（5）、减速机（6）自下而上固定安装在底板（2）的后部，旋转编码器（3）固定安装在编码器固定卡座（4）的底部，减速机（6）的输出轴（13）依次穿过联轴座（5）和编码器固定卡座（4）与旋转编码器（3）同轴连接，使旋转编码器（3）旋转一圈对应油缸或气缸的直线运动整个行程；第一传动链轮（7）安装在减速机（6）的输入轴（14）上；所述第一传动链轮（7）和第二传动链轮（9）通过传动链条（8）连接，第一传动链轮（7）和第二传动链轮（9）在同一平面上；在所述传动链条（8）上近直线推动活塞杆（1）一侧设有固定点（20）；
所述直线推动活塞杆（1）的末端设有功能框架（19），所述链条端点固定座（11）的右侧固定安装在功能框架的左侧，链条端点固定座（11）的左侧连接在传动链条（8）的固定点（20）上；
所述链条端点固定座（11）上设有两个连接柱（15）和两个链条固定卡板（16），两个链条固定卡板（16）平行设置在链条端点固定座（11），链条固定卡板（16）上均设有两个连接孔（17），所述连接孔（17）两两同轴，链条端点固定座（11）通过连接柱（15）穿过同轴的连接孔（17）和固定点（20）处的链条孔连接在传动链条（8）的固定点（20）上；
所述减速机（6）输出轴（13）的长度大于输入轴（14）的长度。
2.根据权利要求1所述的直线位移计量装置，其特征在于：所述链条固定卡板（16）的平行间距大于传动链条（8）的宽度。
3.根据权利要求1所述的直线位移计量装置，其特征在于：所述底板（2）的安装位置设在直线推动活塞杆（1）运动行程起点的前方，底板（2）与直线推动活塞杆（1）的运动方向垂直。
4.根据权利要求1所述的直线位移计量装置，其特征在于：所述底板（2）与传动链轮轴座（10）的高度相同。
5.根据权利要求1所述的直线位移计量装置，其特征在于：还包括PLC控制器，所述旋转编码器（3）的控制端与PLC控制器连接，减速机（6）的控制端与PLC控制器连接，旋转编码器（3）的数据输出端通过编码器电缆（18）与PLC控制器连接。
6.根据权利要求1所述的直线位移计量装置，其特征在于：所述固定点（20）与直线推动活塞杆（1）起点位置的连接线与直线推动活塞杆（1）的运动方向垂直。
7.根据权利要求1所述的直线位移计量装置，其特征在于：所述固定点（20）与直线推动活塞杆（1）终点位置的连接线与直线推动活塞杆（1）的运动方向垂直。
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