CN110793699A - 一种防水线缆张力传感器和巡检平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防水线缆张力传感器和巡检平台，传感器包括固定座、滑轨机构、线缆张力获取机构和传感机构，其中：固定座的上部固定有滑轨机构，所述滑轨机构包括滑块，所述线缆张力获取机构获取线缆张力，所述线缆张力获取机构与滑块固定连接，所述滑轨机构具有使滑块沿线缆张力方向移动的位移，所述滑块底部装有磁铁，所述滑块移动的距离与线缆张力具有正比关系；固定座的底部固定安装有传感结构，所述传感机构通过获取磁铁的磁场获取滑块的位置，并根据滑块的输出线缆张力，巡检平台包括传感器。本发明通过设计装置系统，基于装置和编码器芯片，用滑块固定磁铁，实现了水中横向移动场景中的位置感知。

Description

一种防水线缆张力传感器和巡检平台

技术领域

本发明涉及传感器领域，更具体地，涉及一种防水线缆张力传感器和巡检平台。

背景技术

对于水空两栖巡检平台而言，信号等需要通过浮标系统将信号线缆引导至水面再与路基通信，获取线缆的张力情况起着不可或缺的作用。而目前市场上所采用的防水张力传感器主要是基于防水霍尔传感器，具有精度高，装配方便等优点。但霍尔传感器主要通过测量磁性变化情况并换算出磁性物体距离或角度，在水中横向移动的场景中，易受中间介质或遮挡物影响导致误差过大，且感知距离较短。除此之外，霍尔传感器还具有价格高等缺点。最重要的是，现有市场上尚未有防水的直接可测量线张力情况的传感器。另外，机体内搭载有各种大电流工作设备，产生各种磁力场，容易影响霍尔传感器的测量精度。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种防水线缆张力传感器，实现防水的直接测量线缆的张力情况，不受周围环境引起的磁场变化影响的特点。

本发明的进一步目的是提供一种巡检平台。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种防水线缆张力传感器，包括固定座、滑轨机构、线缆张力获取机构和传感机构，其中：

固定座的上部固定有滑轨机构，所述滑轨机构包括滑块，所述线缆张力获取机构获取线缆张力，所述线缆张力获取机构与滑块固定连接，所述滑轨机构具有使滑块沿线缆张力方向移动的位移，所述滑块底部装有磁铁，所述滑块移动的距离与线缆张力具有正比关系；

固定座的底部固定安装有传感结构，所述传感机构通过获取磁铁的磁场获取滑块的位置，并根据滑块的输出线缆张力。

优选地，所述滑轨机构还包括滑轨、弹簧和底座，底座固定于固定座上部的末端，所述滑轨沿线缆张力方向固定于固定座上部，所述滑块活动连接于滑轨上，沿滑轨运动，所述弹簧的一端固定连接滑块，另一端固定连接于底座。

线缆的张力会拉动滑块，同时也会拉长弹簧，由于弹簧的变形跟收到的力成正比，所以通过滑块的位移得知弹簧的变形程度，再根据弹簧的变形程度或的线缆张力的大小。

优选地，所述线缆张力获取结构为滑轮组，所述线缆绕过滑轮组，并且滑轮组中的动滑轮固定于滑块上。

优选地，所述滑轮组还包括两个定滑轮，所述两个定滑轮对称固定安装于固定座上部。

在工作状态下线缆将绕过这三个滑轮，当线缆张力较大时，动滑轮与两个定滑轮间的距离缩短，反之张力较小时，受弹簧拉力作用动滑轮与两个定滑轮间的距离将增长。

优选地，所述传感机构包括若干根干簧管以及多线编码器，所述若干根干簧管紧密排布固定于固定座底部，每一根干簧管均与滑轨的方向垂直，所述若干根干簧管的紧密排布后的长度不小于滑块沿线缆张力方向移动的位移且所述若干根干簧管的紧密排布后的干簧管区域完全覆盖滑块位移的对应区域，所述若干根干簧管分别与多线编码器连接；

利用磁铁的防水性和干簧管的感磁特性，当线缆张力发生改变时，动滑轮带动滑块的磁铁位置发生移动，通过读取出多线编码器的值即可换算出所导通的干簧管，即可确定动滑轮和滑块所处位置，并通过换算得到张力。

优选地，所述多线编码器为2块74LS148组成的16-4线优先编码器，可以将动滑轮的位置转换为模拟信号输出。

一种巡检平台，包括上述所述的防水线缆张力传感器。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明利用了干簧管的感磁特性与不受周围磁场变化的特点，很好地解决了霍尔传感器易受干扰的问题。另外，干簧管的使用也大幅降低了设备的制造成本与装配工艺难度，使得本装置具有与更可靠的稳定性与更广阔的应用前景。通过设计装置系统，基于装置和编码器芯片，用滑块固定磁铁，实现了水中横向移动场景中的位置感知。相比市面上的防水霍尔传感器，感知距离更远，不易受遮挡物影响。除此之外，本装置还具有易于实现，通用性广，成本低廉，维护简单的特点。结合滑轮组，可测量线缆力。

附图说明

图1为防水张紧控制装置上部结构示意图。

图2为防水张紧控制装置背部结构示意图。

图中。1为动滑轮，2为定滑轮，3为弹簧，4为滑轨，5为滑块，6为固定座，7为干簧管，8为多线编码器。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种防水线缆张力传感器，包括固定座6、滑轨4机构、线缆张力获取机构和传感机构，其中：

固定座6的上部固定有滑轨4机构，所述滑轨4机构包括滑块5，所述线缆张力获取机构获取线缆张力，所述线缆张力获取机构与滑块5固定连接，所述滑轨4机构具有使滑块5沿线缆张力方向移动的位移，所述滑块5底部装有磁铁，所述滑块5移动的距离与线缆张力具有正比关系；

固定座6的底部固定安装有传感结构，所述传感机构通过获取磁铁的磁场获取滑块5的位置，并根据滑块5的输出线缆张力。

所述滑轨4机构还包括滑轨4、弹簧3和底座，底座固定于固定座6上部的末端，所述滑轨4沿线缆张力方向固定于固定座6上部，所述滑块5活动连接于滑轨4上，沿滑轨4运动，所述弹簧3的一端固定连接滑块5，另一端固定连接于底座。

所述线缆张力获取结构为滑轮组，所述线缆绕过滑轮组，并且滑轮组中的动滑轮1固定于滑块5上。

所述滑轮组还包括两个定滑轮2，所述两个定滑轮2对称固定安装于固定座6上部。

所述传感机构包括若干根干簧管7以及多线编码器8，所述若干根干簧管7紧密排布固定于固定座6底部，每一根干簧管7均与滑轨4的方向垂直，所述若干根干簧管7的紧密排布后的长度不小于滑块5沿线缆张力方向移动的位移且所述若干根干簧管7的紧密排布后的干簧管7区域完全覆盖滑块5位移的对应区域，所述若干根干簧管7分别与多线编码器8连接。

所述多线编码器8为2块74LS148组成的16-4线优先编码器。

在具体实施过程中，线缆的张力会拉动滑块5，同时也会拉长弹簧3，利用磁铁的防水性和干簧管7的感磁特性，当线缆张力发生改变时，动滑轮1带动滑块5的磁铁位置发生移动，通过读取出多线编码器8的值即可换算出所导通的干簧管7，即可确定动滑轮1和滑块5所处位置，多线编码器8将动滑轮1的位置转换为模拟信号输出，并通过换算得到张力。

实施例2

本实施例提供一种巡检平台，包括实施例1所述的防水线缆张力传感器。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种防水线缆张力传感器，其特征在于，包括固定座、滑轨机构、线缆张力获取机构和传感机构，其中：

固定座的上部固定有滑轨机构，所述滑轨机构包括滑块，所述线缆张力获取机构获取线缆张力，所述线缆张力获取机构与滑块固定连接，所述滑轨机构具有使滑块沿线缆张力方向移动的位移，所述滑块底部装有磁铁，所述滑块移动的距离与线缆张力具有正比关系；

固定座的底部固定安装有传感结构，所述传感机构通过获取磁铁的磁场获取滑块的位置，并根据滑块的输出线缆张力。

2.根据权利要求1所述的防水线缆张力传感器，其特征在于，所述滑轨机构还包括滑轨、弹簧和底座，底座固定于固定座上部的末端，所述滑轨沿线缆张力方向固定于固定座上部，所述滑块活动连接于滑轨上，沿滑轨运动，所述弹簧的一端固定连接滑块，另一端固定连接于底座。

3.根据权利要求1所述的防水线缆张力传感器，其特征在于，所述线缆张力获取结构为滑轮组，所述线缆绕过滑轮组，并且滑轮组中的动滑轮固定于滑块上。

4.根据权利要求3所述的防水线缆张力传感器，其特征在于，所述滑轮组还包括两个定滑轮，所述两个定滑轮对称固定安装于固定座上部。

5.根据权利要求1所述的防水线缆张力传感器，其特征在于，所述传感机构包括若干根干簧管以及多线编码器，所述若干根干簧管紧密排布固定于固定座底部，每一根干簧管均与滑轨的方向垂直，所述若干根干簧管的紧密排布后的长度不小于滑块沿线缆张力方向移动的位移且所述若干根干簧管的紧密排布后的干簧管区域完全覆盖滑块位移的对应区域，所述若干根干簧管分别与多线编码器连接。

6.根据权利要求5所述的防水线缆张力传感器，其特征在于，所述多线编码器为2块74LS148组成的16-4线优先编码器。

7.一种巡检平台，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的防水线缆张力传感器。