CN111022807B - 一种设有高精度角度传感器的中央回转接头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设有高精度角度传感器的中央回转接头，该中央回转接头包括回转体、回转轴和端盖，在回转体与端盖的连接部位设有角度传感器安装环，在角度传感器安装环的内环上设有环形槽，环形槽内设有环形可变电阻器，环形可变电阻器上的滑动端为导电滑环或导电滑块，导电滑环或导电滑块一侧通过连杆或转盘与回转轴连接，导电滑环或导电滑块的另一侧通过导电弹性件与设置在环形槽内的导电环滑动连接，可变电阻器的一端与导电环分别与控制器连接。该设有高精度角度传感器的中央回转接头具有结构简单、使用便捷、工作稳定可靠、便于维修、加工制作成本低廉，角度测量精度高等特点。

Description

一种设有高精度角度传感器的中央回转接头
技术领域
本发明涉及液压回转接头术领域，具体涉及一种设有高精度角度传感器的中央回转接头。
背景技术
挖掘机包括上部平台和下部车架，上部平台回转安装在下部车架上。在上部平台上安装挖掘机的动力系统以及液压系统中的油箱、泵以及控制阀等。在下部车架上安装行走用的液压马达、推土铲提升油缸等液压执行件。由于上部平台和下部车架相对转动，位于下部车架上安装的液压执行件需要通过回转中心接头与上部平台上的液压部件连接。
现有的回转中心接头包括中心接头体和芯轴，中心接头体套装在芯轴下部，进行安装时中心接头体在下，与下部车架固定连接，芯轴在上，与上部平台固定连接。
随着机械的智能化，需要在挖掘机上安装角度传感器检测上部平台与下部车架之间相对的转角。角度传感器需要安装在上部平台的回转中心线上，需要其定子和转子分别相对上部平台和下部车架静止，因此角度传感器通常安装回转中心接头上。
现有回转中心接头在安装角度传感器时，将角度传感器的定子固定在芯轴的端面上，在芯轴的回油通道中设置一细长轴，细长轴的上端与角度传感器的定子固定连接，下端向下延伸与中心接头体固定连接。
上述回转中心接头的安装方式中，中间细长轴由于该轴较长，需要具有较好的结构强度，而且对加工精度要求也较高，该细长轴仅通过螺纹连接与中心接头体上的盖板固定，该细长轴的通道中还通有油液，所以该细长轴是悬空在中间的油道中，故在旋转过程中会存在偏转的可能，就无法真实反映回转角度。另外由于细长轴占据了中间油道的通油空间，会使过流面积减小，会使该油道的背压增高，会使行走马达泄油不畅。
现有各类安装在中央回转接头上的角度传感器存在有不同程度的结构复杂，或可靠性差，测量精度低，不便于维修等问题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、使用便捷、工作稳定可靠、便于维修、加工制作成本低廉，角度测量精度高的一种设有高精度角度传感器的中央回转接头。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种设有高精度角度传感器的中央回转接头，所述中央回转接头包括回转体、回转轴和端盖，在回转体与端盖的连接部位设有角度传感器安装环，在角度传感器安装环的内环上设有环形槽，环形槽内设有环形可变电阻器，环形可变电阻器上的滑动端为导电滑环或导电滑块，导电滑环或导电滑块一侧通过连杆或转盘与回转轴连接，连杆或转盘8上设有与导电滑环或导电滑块电连接的导电件，导电件通过弹性导电片与设置在环形槽上的导电环滑动连接，可变电阻器的一端与导电环分别与控制器连接。
该设有高精度角度传感器的中央回转接头，通过度传感器安装环以及设置在度传感器安装环的环形槽内的环形可变电阻器，再通过连杆或转盘与回转轴连接的导电滑环或导电滑块，就可以完成对回转轴回转角度的精确测量。其原理是通过导电滑环或导电滑块在环形可变电阻器上的滑动，使其输出端的电阻发生改变，通过控制器再将其电阻值的变量转换为角度的变量，这样就可以精准地测量出回转轴的回转角度，当电阻值逐渐增加可设定为回转轴顺时针旋转角度的变量，相反可以被视为回转轴逆时针旋转角度的变量。该角度传感器的角度变量测量精准度与环形可变电阻器的精准度及控制器内变量转换器的精准独成正比。
为了便于环形可变电阻器的加工、制作、安装、调试，优选的技术方案是，所述环形可变电阻器的横截面为圆形或为矩形。
为了确保导电滑环或导电滑块与可变电阻器主体之间保持良好的电接触，进一步优选的技术方案是，所述导电滑环或导电滑块沿环形导轨滑动。
为了确保导电滑环或导电滑块与可变电阻器主体之间保持良好的电接触，进一步优选的技术方案还有，所述环形导轨为设置在环形槽内的第二环形凹槽。
为了便于简化可变电阻器的安装结构，便于加工制造，进一步优选的技术方案还有，在第二环形凹槽内设有第二滑块，第二滑块通过第二连杆与导电滑环或导电滑块连接。
为了确保导电滑环或导电滑块与可变电阻器主体之间保持良好的电接触，进一步优选的技术方案还有，所述导电弹性片的一端与导电件固定连接，弹簧铜片的另一端顶压在导电环上。
为了便于角度传感器安装环与回转体和/或端盖之间的连接，同时便于角度传感器安装环的加工制作和安装操作，进一步优选的技术方案还有，所述角度传感器安装环与回转体连接成一体或与端盖连为一体。
为了可变电阻器因漏电对回转接头造成的不利影响，同时为了便于可变电阻器与控制器之间的连接，进一步优选的技术方案还有，所述角度传感器安装环为塑料环，在所述角度传感器安装环的外环面上设有与环形可变电阻器连接的插座或插头。
为了便于转盘与回转轴之间的连接，同时也便于转盘沿其轴向的调节，使其位于角度信号发射器件与角度信号接收器件之间，进一步优选的技术方案还有，在所述转盘上设有与回转轴连接的螺孔，在回转轴端部的外表面设有与转盘连接的螺纹段，在所述转盘与回转轴螺纹连接部位还设有锁紧螺母。
为了能够实现回转体与回转轴之间的相对转动，同时实现液压油在回转体与回转轴之间的流动，并保持回转体与回转轴相互之间的密封，进一步优选的技术方案还有，所述回转轴自回转体前端轴向插入回转体内，回转轴前端伸出回转体外，端盖位于回转轴的后端且固定于回转体的后端，所述回转轴上轴向开设有若干数量的深浅不同的轴向油路孔，其中一条油路孔布置于回转轴的中心，为中心泄油孔，其余油路孔分布于中心泄油孔的外围为主油路孔，回转体上开设有相应数量的主油口与回转轴上的主油路孔对应地连通，在所述回转体的内孔表面设有防尘圈、O形密封圈、抗磨环以及多道旋转密封圈。
本发明的优点和有益效果在于：该设有高精度角度传感器的中央回转接头具有结构简单、使用便捷、工作稳定可靠、便于维修、加工制作成本低廉，角度测量精度高等特点。该设有高精度角度传感器的中央回转接头，通过度传感器安装环以及设置在度传感器安装环的环形槽内的环形可变电阻器，再通过连杆或转盘与回转轴连接的导电滑环或导电滑块，就可以完成对回转轴回转角度的精确测量。其原理是通过导电滑环或导电滑块在环形可变电阻器上的滑动，使其输出端的电阻发生改变，通过控制器再将其电阻值的变量转换为角度的变量，这样就可以精准地测量出回转轴的回转角度，当电阻值逐渐增加可设定为回转轴顺时针旋转角度的变量，相反可以被视为回转轴逆时针旋转角度的变量。该角度传感器的角度变量测量精准度与环形可变电阻器的精准度及控制器内变量转换器的精准独成正比。
附图说明
图1是本发明设有高精度角度传感器的中央回转接头的结构示意图；
图2是图1中角度传感器安装环和转盘的剖视结构示意图；
图3是图2中A部的局部放大图；
图4是图2的俯视结构示意图；
图5是图3中分体式角度传感器安装环去除上层环俯视结构示意图；
图6是将图4中去除转盘后下层环的俯视结构示意图；
图7是将图4中去除转盘后上层环的仰视结构示意图。
图中：1、回转体；2、回转轴；3、端盖；4、角度传感器安装环；5、环形槽；6、可变电阻器；7、滑动端；8、转盘；9、导电件；10、弹性导电片；11、导电环；12、环形导轨；13、第二滑块；14、第二连杆；15、插座；16、锁紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1~7所示，本发明是一种设有高精度角度传感器的中央回转接头，所述中央回转接头包括回转体1、回转轴2和端盖3，在回转体1与端盖3的连接部位设有角度传感器安装环4，在角度传感器安装环4的内环上设有环形槽5，环形槽内设有环形的可变电阻器6，环形可变电阻器6上的滑动端7为导电滑环或导电滑块，导电滑环或导电滑块一侧通过连杆或转盘8与回转轴2连接，连杆或转盘8上设有与导电滑环或导电滑块电连接的导电件9，导电件9通过弹性导电片10与设置在环形槽5上的导电环11滑动连接，可变电阻器6的一端与导电环11分别与控制器（图中未视）连接。
为了便于环形可变电阻器的加工、制作、安装、调试，本发明优选的实施方案是，可将环形的可变电阻器6的横截面制作成圆形或制作成矩形。
为了确保导电滑环或导电滑块与可变电阻器6的主体之间保持良好的电接触，本发明进一步优选的实施方案是，所述导电滑环或导电滑块沿环形导轨12滑动。
为了确保导电滑环或导电滑块与可变电阻器6的主体之间保持良好的电接触，本发明进一步优选的实施方案还有，所述环形导轨12为设置在环形槽5内的第二环形凹槽。
为了便于简化可变电阻器的安装结构，便于加工制造，本发明进一步优选的实施方案还有，在第二环形凹槽内设有第二滑块13，第二滑块13通过第二连杆14与导电滑环或导电滑块连接。
为了确保导电滑环或导电滑块与可变电阻器6的主体之间保持良好的电接触，本发明进一步优选的实施方案还有，所述导电弹性片6为的一端与导电件9固定连接，弹簧铜片的另一端顶压在导电环11上。
为了便于角度传感器安装环4与回转体1和/或端盖3之间的连接，同时便于角度传感器安装环4的加工制作和安装操作，本发明进一步优选的实施方案还有，可将角度传感器安装环4与回转体1连接成一体或与端盖3连为一体。
为了预防可变电阻器6因漏电对回转接头造成的不利影响，同时为了可变电阻器6域控制器之间的连接，本发明进一步优选的实施方案还有，所述角度传感器安装环4可用塑料环，在所述角度传感器安装环4的外环面上设有与可变电阻器6连接的插座15或插头。
为了便于转盘8与回转轴2之间的连接，同时也便于转盘8沿其轴向的调节，使其位于可变电阻器6与导电环11之间，本发明进一步优选的实施方案还有，在所述转盘8上设有与回转轴2连接的螺孔，在回转轴2端部的外表面设有与转盘8连接的螺纹段，在所述转盘8与回转轴2的螺纹连接部位还设有锁紧螺母16。
为了能够实现回转体1与回转轴2之间的相对转动，同时实现液压油在回转体1与回转轴2之间的流动，并保持回转体1与回转轴2相互之间的密封，进本发明一步优选的实施方案还有，所述回转轴2自回转体1前端轴向插入回转体1内，回转轴2前端伸出回转体1外，端盖3位于回转轴2的后端且固定于回转体1的后端，所述回转轴2上轴向开设有若干数量的深浅不同的轴向油路孔，其中一条油路孔布置于回转轴2的中心，为中心泄油孔，其余油路孔分布于中心泄油孔的外围为主油路孔，回转体1上开设有相应数量的主油口与回转轴2上的主油路孔对应地连通，在所述回转体1的内孔表面设有防尘圈、O形密封圈、抗磨环以及多道旋转密封圈。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种设有高精度角度传感器的中央回转接头，其特征在于，所述中央回转接头包括回转体、回转轴和端盖，在回转体与端盖的连接部位设有角度传感器安装环，在角度传感器安装环的内环上设有环形槽，环形槽内设有环形可变电阻器，环形可变电阻器上的滑动端为导电滑环或导电滑块，导电滑环或导电滑块一侧通过连杆或转盘与回转轴连接，连杆或转盘上设有与导电滑环或导电滑块电连接的导电件，导电件通过弹性导电片与设置在环形槽上的导电环滑动连接，环形可变电阻器的一端与导电环分别与控制器连接，所述弹性导电片的一端与导电件固定连接，弹性导电片的另一端顶压在导电环上；导电滑环或导电滑块沿环形导轨滑动，环形导轨为设置在环形槽内的第二环形凹槽，在第二环形凹槽内设有第二滑块，第二滑块通过第二连杆与导电滑环或导电滑块连接。
2.如权利要求1所述的设有高精度角度传感器的中央回转接头，其特征在于，所述环形可变电阻器的横截面为圆形或为矩形。
3.如权利要求1所述的设有高精度角度传感器的中央回转接头，其特征在于，所述角度传感器安装环与回转体连接成一体或与端盖连为一体。
4.如权利要求3所述的设有高精度角度传感器的中央回转接头，其特征在于，所述角度传感器安装环为塑料环，在所述角度传感器安装环的外环面上设有与环形可变电阻器连接的插座或插头。
5.如权利要求4所述的设有高精度角度传感器的中央回转接头，其特征在于，在所述转盘上设有与回转轴连接的螺孔，在回转轴端部的外表面设有与转盘连接的螺纹段，在所述转盘与回转轴螺纹连接部位还设有锁紧螺母。
6.如权利要求1所述的设有高精度角度传感器的中央回转接头，其特征在于，所述回转轴自回转体前端轴向插入回转体内，回转轴前端伸出回转体外，端盖位于回转轴的后端且固定于回转体的后端，所述回转轴上轴向开设有若干数量的深浅不同的轴向油路孔，其中一条油路孔布置于回转轴的中心，为中心泄油孔，其余油路孔分布于中心泄油孔的外围为主油路孔，回转体上开设有相应数量的主油口与回转轴上的主油路孔对应地连通，在所述回转体的内孔表面设有防尘圈、O形密封圈、抗磨环以及多道旋转密封圈。
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