CN112066926B - 行程反馈装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种行程反馈装置，包括：底座；传动杆，传动杆固定在底座上；卷线轮，卷线轮套设在传动杆上；拉线，拉线沿传动杆的轴线方向缠绕在卷线轮的外周面上，拉线的一端固定在卷线轮的一端，拉线的另一端用于与待测件连接，以随待测件移动并带动卷线轮转动；其中，卷线轮相对于传动杆可转动地设置且沿传动杆的轴线可移动地设置，以在卷线轮绕传动杆转动的同时沿传动杆移动，以保证拉线的出线点的位置不变；检测部件，检测部件与卷线轮对应设置，以检测卷线轮的转动角度，以通过转动角度得出待测件的行程。本发明提供的行程反馈装置，解决了现有技术中的行程反馈装置易受各种因素干扰而测量不准的问题。

Description

行程反馈装置

技术领域

本发明涉及行程测试领域，具体而言，涉及一种行程反馈装置。

背景技术

目前，现有技术中的应用于工业自动化领域中的行程反馈装置多是采用红外测距、光栅尺等测量行程的。

然而，采用上述部件的行程反馈装置的结构较为复杂，加工成本较高，且使用红外测距和光栅尺测量易受各种因素干扰而产生测量不准的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种行程反馈装置，以解决现有技术中的行程反馈装置易受各种因素干扰而测量不准的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种行程反馈装置，包括：底座；传动杆，传动杆固定在底座上；卷线轮，卷线轮套设在传动杆上；拉线，拉线沿传动杆的轴线方向缠绕在卷线轮的外周面上，拉线的一端固定在卷线轮的一端，拉线的另一端用于与待测件连接，以随待测件移动并带动卷线轮转动；其中，卷线轮相对于传动杆可转动地设置且沿传动杆的轴线可移动地设置，以在卷线轮绕传动杆转动的同时沿传动杆移动，以保证拉线的出线点的位置不变；检测部件，检测部件与卷线轮对应设置，以检测卷线轮的转动角度，以通过转动角度得出待测件的行程。

进一步地，卷线轮与传动杆之间为螺纹连接。

进一步地，检测部件为编码器，编码器设置于卷线轮的一端，以随卷线轮运动并测量卷线轮的转动角度。

进一步地，卷线轮具有沿其轴向螺旋延伸的螺旋绕线槽，拉线的至少部分位于螺旋绕线槽内。

进一步地，底座包括底板和两个侧板，底板和两个侧板为矩形板，两个侧板设置在底板的相对两端，以使底板和两个侧板围成U型结构，传动杆的两端分别与相应的侧板连接。

进一步地，行程反馈装置还包括：弹性回位组件，弹性回位组件与卷线轮连接，以在卷线轮在拉线的拉动下转动时增加弹性回位组件的弹性力，并在拉线处于释放状态时，使卷线轮在弹性回位组件的弹性力的作用下回位。

进一步地，弹性回位组件包括：套筒，卷线轮的至少部分套设在套筒上，且卷线轮相对于套筒沿传动杆的轴向方向可滑动地设置，以使卷线轮带动套筒转动，并相对于套筒沿传动杆移动；弹性部件，弹性部件与套筒连接，以在套筒在卷线轮的带动下转动时，通过套筒扭动弹性部件，以增加弹性部件的弹性力。

进一步地，卷线轮的内孔依次设置有第一连接部和第二连接部，传动杆的至少部分为螺纹杆段，第一连接部具有用于与螺纹杆段相配合的内螺纹；第二连接部套设在套筒的外周面上，且第二连接部相对于套筒沿传动杆可滑动地设置，以使卷线轮带动套筒转动，并相对于套筒沿传动杆移动。

进一步地，套筒为筒状结构，套筒具有多个导向凸起，多个导向凸起均凸出于套筒的外周面，多个导向凸起为条形，且多个导向凸起的延伸方向均平行于传动杆的轴线；第二连接部的内壁面上设置有与多个导向凸起一一对应的多个导向凹槽，以使卷线轮带动套筒转动，并沿传动杆相对于套筒移动。

进一步地，弹性部件为绕传动杆的轴线并沿传动杆的径向盘绕的卷盘结构，以在套筒扭动卷盘结构时，通过卷盘结构的形变增加卷盘结构的弹性力。

本发明提供的行程反馈装置，包括底座、传动杆、卷线轮、拉线以及检测部件。拉线沿传动杆的轴线方向缠绕在卷线轮的外周面上，拉线的一端作为固定端，与卷线轮的一端连接，拉线的另一端作为自由端，用于与待测件连接，以随待测件移动并带动卷线轮转动；传动杆固定在底座上，卷线轮套设在传动杆上，能够绕传动杆转动的同时且沿传动杆的轴线移动，从而保证了拉线的出线点的位置不变；检测部件与卷线轮对应设置，以通过检测部件测得的卷线轮转动角度得出待测件的行程。实现了提高行程反馈装置的测试精度、抗干扰能力和工作可靠性，并降低生产成本的技术效果，解决了现有技术中的行程反馈装置易受各种因素干扰而测量不准的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的行程反馈装置的结构示意图；以及

图2示出了图1所示的行程反馈装置在没有工作时的俯视图；

图3示出了图2所示的行程反馈装置沿A-A方向的剖视图

图4示出了图1所示的行程反馈装置在工作时的俯视图；以及

图5示出了图4所示的行程反馈装置沿B-B方向的剖视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、底座；2、传动杆；3、卷线轮；31、第一连接部；32、第二连接部；4、拉线；5、弹性回位组件；51、套筒；511、导向凸起；52、弹性部件；6、检测部件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图5所示，本发明提供了一种行程反馈装置，包括：底座1；传动杆2，传动杆2固定在底座1上；卷线轮3，卷线轮3套设在传动杆2上；拉线4，拉线4沿传动杆2的轴线方向缠绕在卷线轮3的外周面上，拉线4的一端固定在卷线轮3的一端，拉线4的另一端用于与待测件连接，以随待测件移动并带动卷线轮3转动；其中，卷线轮3相对于传动杆2可转动地设置且沿传动杆2的轴线可移动地设置，以在卷线轮3绕传动杆2转动的同时沿传动杆2移动，以保证拉线4的出线点的位置不变；检测部件6，检测部件6与卷线轮3对应设置，以检测卷线轮3的转动角度，以通过转动角度得出待测件的行程。

本发明提供的行程反馈装置，包括底座1、传动杆2、卷线轮3、拉线4以及检测部件6。拉线4沿传动杆2的轴线方向缠绕在卷线轮3的外周面上，拉线4的一端作为固定端，与卷线轮3的一端连接，拉线4的另一端作为自由端，用于与待测件连接，以随待测件移动并带动卷线轮3转动；传动杆2固定在底座1上，卷线轮3套设在传动杆2上，能够绕传动杆2转动的同时沿传动杆2的轴线移动，从而保证了拉线4的出线点的位置不变；检测部件6与卷线轮3对应设置，以通过检测部件6测得的卷线轮3转动角度得出待测件的行程。实现了提高行程反馈装置的测试精度、抗干扰能力和工作可靠性，并降低生产成本的技术效果，解决了现有技术中的行程反馈装置易受各种因素干扰而测量不准的问题。

在行程反馈装置的工作过程中，拉线4包括随待测件移动并与卷线轮3相分离的测试段和缠绕在卷线轮3的外周面上的冗余段，出线点即测试段和冗余段之间的分界点，只有保证出线点相对于底座1的位置不变，才能保证出线点与待测件之间只有沿待测件的运动方向的相对位移，以准确测量出待测件的直线行程。

具体地，卷线轮3与传动杆2之间为螺纹连接。以将旋转运动转化为直线运动，使卷线轮3绕传动杆2转动并沿传动杆2移动。

具体地，如图1所示，检测部件6为编码器，编码器设置于卷线轮3的一端，以随卷线轮3运动并测量卷线轮3的转动角度。

本发明采用了高精度编码器，用于编码器安装在卷线轮远离弹性回位组件5的一侧，用于计算卷线轮3的旋转角度并通过CAN总线将信号输出给相关的控制系统。

如图1至图4所示，卷线轮3具有沿其轴向螺旋延伸的螺旋绕线槽，拉线4的至少部分位于螺旋绕线槽内。螺旋绕线槽为沿卷线轮3的轴向均匀延伸的圆柱形螺旋线，以使位于螺旋绕线槽内的拉线4均匀地缠绕在卷线轮3上，卷线轮3每转动一圈，拉线4所伸出的长度相同，且卷线轮3移动的轴向长度也相同，从而使拉线4的出现点位置保持不变，保证了行程反馈装置的测量精度。

优选地，卷线轮3的两端均具有环状凸缘，两个环状凸缘凸出于卷线轮3的外周面，以对缠绕在外周面上的拉线4的两侧进行限位。

进一步地，底座1包括底板和两个侧板，底板和两个侧板为矩形板，两个侧板设置在底板的相对两端，以使底板和两个侧板围成U型结构，传动杆2的两端分别与相应的侧板连接。两个侧板上均设置有通孔，传动杆2的两端分别固定插设在两个通孔内。

优选地，行程反馈装置还包括：弹性回位组件5，弹性回位组件5与卷线轮3连接，以在卷线轮3在拉线4的拉动下转动时增加弹性回位组件5的弹性力，并在拉线4处于释放状态时，使卷线轮3在弹性回位组件5的弹性力的作用下回位。

如图4和图5所示，弹性回位组件5包括：套筒51，卷线轮3的至少部分套设在套筒51上，且卷线轮3相对于套筒51沿传动杆2的轴向方向可滑动地设置，以使卷线轮3带动套筒51转动，并相对于套筒51沿传动杆2移动；弹性部件52，弹性部件52与套筒51连接，以在套筒51在卷线轮3的带动下转动时，通过套筒51扭动弹性部件52，以增加弹性部件52的弹性力。

卷线轮3与套筒51保持相同的旋转运动，同时套筒51与传动杆2和底座1在轴向上保持相对固定，弹性部件52的一端固定在传动杆2上，另一端固定在套筒51上。弹性回位组件5有两个作用，一是在拉线4伸出的过程中，弹性回位组件5可以产生一个与卷线轮3的旋转方向反向的力，从而使拉线4绷紧，以提高测量精度；二是在测量完成后，弹性部件52的弹性力会使卷线轮3反向转动，使卷线轮3和拉线4回到初始位置。

如图3所示，卷线轮3的内孔依次设置有第一连接部31和第二连接部32，传动杆2的至少部分为螺纹杆段，第一连接部31具有用于与螺纹杆段相配合的内螺纹；第二连接部32套设在套筒51的外周面上，且第二连接部32相对于套筒51沿传动杆2可滑动地设置，以使卷线轮3带动套筒51转动，并相对于套筒51沿传动杆2移动。

具体地，第一连接部31位于卷线轮3靠近检测部件6的一端，第二连接部32位于卷线轮3靠近套筒51的一端，以使卷线轮3带动套筒51绕传动杆2转动，并沿传动杆2向远离或靠近套筒51的方向移动。

如图4和图5所示，套筒51为筒状结构，套筒51具有多个导向凸起511，多个导向凸起511均凸出于套筒51的外周面，多个导向凸起511为条形，且多个导向凸起511的延伸方向均平行于传动杆2的轴线；第二连接部32的内壁面上设置有与多个导向凸起511一一对应的多个导向凹槽，以使卷线轮3带动套筒51转动，并沿传动杆2相对于套筒51移动。

优选地，在本发明的实施例中，套筒51的外周面上具有均布的四个导向凸起511，卷线轮3的第二连接部32具有四个导向凸起511一一对应的四个导向凹槽，以使卷线轮3和套筒51之间导向和传动均匀。

如图5所示，弹性部件52为绕传动杆2的轴线并沿传动杆2的径向盘绕的卷盘结构，以在套筒51扭动卷盘结构时，通过卷盘结构的形变增加卷盘结构的弹性力。

具体地，弹性部件52为长条形的弹性钢片，弹性钢片绕传动杆2的轴线并沿传动杆2的径向方向卷绕，形成卷盘结构，弹性钢片位于卷盘结构内部的一端与传动杆2的一端连接，弹性钢片位于卷盘结构外部的一端与套筒51的内壁面的一端连接，以在卷线轮3带动套筒51转动时，使弹性部件52产生与转动方向反向的弹性力。

本发明的行程反馈装置由底座1、传动杆2、卷线轮3、拉线4、弹性回位组件5以及编码器组成。底座1与传动杆2相对固定，卷线轮3的内部加工有一段内螺纹，可与传动杆2的外螺纹相配合，与传动杆2相对运动，这样，可使卷线轮3在被拉线4带动绕传动杆2转动的同时进行轴向移动，使拉线4的出线点相对于底座1保持在同一位置处，防止拉线4在拉出过程中由于出线点改变而造成测量误差。编码器安装在卷线轮远离弹性回位组件5的一侧，用于计算卷线轮3的旋转角度并通过CAN总线将信号输出给相关的控制系统。卷线轮3内部没有螺纹的部分做成筒状，并套设在弹性回位组件5的套筒51的外周面上，套筒51上有导向凸起511，用于与卷线轮3保持相同的旋转运动，同时套筒51与传动杆2和底座1在轴向上保持相对固定，这样一来弹性钢片可一端固定于传动杆2上，另一端固定于套筒51上，用于在测量完成后拉动卷线轮3，使卷线轮3和拉线4回位，同时，在拉线4伸出的过程中，弹性回位组件5可以使卷线轮3有一个与旋转方向反向的力，从而使拉线4绷紧，以提高测量精度，实现了自动测量并反馈行程的技术效果。

本发明的行程反馈装置的使用方式如下：

a.行程反馈装置固定于待测件的行程始端，将拉线4拉出，并将其自由端固定在待测件上。

b.将待测件放置于行程反馈装置的零点并校准行程反馈装置，保持拉线4线束紧绷并束缚于螺旋绕线槽内。

c.使待测件运动，以拉动拉线4，编码器测量卷线轮3的旋转角度并通过CAN总线输出至相关控制系统。

d.相关控制系统通过旋转角度和旋转直径计算出拉线4被拉动的长度，从而达到测量行程的目的。

本发明提供的行程反馈装置，包括底座1、传动杆2、卷线轮3、拉线4以及检测部件6。拉线4沿传动杆2的轴线方向缠绕在卷线轮3的外周面上，拉线4的一端作为固定端，与卷线轮3的一端连接，拉线4的另一端作为自由端，用于与待测件连接，以随待测件移动并带动卷线轮3转动；传动杆2固定在底座1上，卷线轮3套设在传动杆2上，能够绕传动杆2转动的同时且沿传动杆2的轴线移动，从而保证了拉线4的出线点的位置不变；检测部件6与卷线轮3对应设置，以通过检测部件6测得的卷线轮3转动角度得出待测件的行程。实现了提高行程反馈装置的测试精度、抗干扰能力和工作可靠性，并降低生产成本的技术效果，解决了现有技术中的行程反馈装置易受各种因素干扰而测量不准的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种行程反馈装置，其特征在于，包括：

底座（1）；

传动杆（2），所述传动杆（2）固定在所述底座（1）上；

卷线轮（3），所述卷线轮（3）套设在所述传动杆（2）上；

拉线（4），所述拉线（4）沿所述传动杆（2）的轴线方向缠绕在所述卷线轮（3）的外周面上，所述拉线（4）的一端固定在所述卷线轮（3）的一端，所述拉线（4）的另一端用于与待测件连接，以随所述待测件移动并带动所述卷线轮（3）转动；

其中，所述卷线轮（3）相对于所述传动杆（2）可转动地设置且沿所述传动杆（2）的轴线可移动地设置，以在所述卷线轮（3）绕所述传动杆（2）转动的同时沿所述传动杆（2）移动，以保证所述拉线（4）的出线点的位置不变；

所述行程反馈装置还包括：

检测部件（6），所述检测部件（6）与所述卷线轮（3）对应设置，以检测所述卷线轮（3）的转动角度，以通过所述转动角度得出所述待测件的行程；所述检测部件（6）为编码器，所述编码器设置于所述卷线轮（3）的一端，以随所述卷线轮（3）运动并测量所述卷线轮（3）的转动角度；

弹性回位组件（5），所述弹性回位组件（5）与所述卷线轮（3）连接，以在所述卷线轮（3）在所述拉线（4）的拉动下转动时增加所述弹性回位组件（5）的弹性力，并在所述拉线（4）处于释放状态时，使所述卷线轮（3）在所述弹性回位组件（5）的弹性力的作用下回位；

所述弹性回位组件（5）包括：

套筒（51），所述卷线轮（3）的至少部分套设在所述套筒（51）上，且所述卷线轮（3）相对于所述套筒（51）沿所述传动杆（2）的轴向方向可滑动地设置，以使所述卷线轮（3）带动所述套筒（51）转动，并相对于所述套筒（51）沿所述传动杆（2）移动；

弹性部件（52），所述弹性部件（52）与所述套筒（51）连接，以在所述套筒（51）在所述卷线轮（3）的带动下转动时，通过所述套筒（51）扭动所述弹性部件（52），以增加所述弹性部件（52）的弹性力。

2.根据权利要求1所述的行程反馈装置，其特征在于，所述卷线轮（3）与所述传动杆（2）之间为螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的行程反馈装置，其特征在于，所述卷线轮（3）具有沿其轴向螺旋延伸的螺旋绕线槽，所述拉线（4）的至少部分位于所述螺旋绕线槽内。

4.根据权利要求1所述的行程反馈装置，其特征在于，所述底座（1）包括底板和两个侧板，所述底板和所述两个侧板为矩形板，所述两个侧板设置在所述底板的相对两端，以使所述底板和所述两个侧板围成U型结构，所述传动杆（2）的两端分别与相应的所述侧板连接。

5.根据权利要求1所述的行程反馈装置，其特征在于，所述卷线轮（3）的内孔依次设置有第一连接部（31）和第二连接部（32），所述传动杆（2）的至少部分为螺纹杆段，所述第一连接部（31）具有用于与所述螺纹杆段相配合的内螺纹；所述第二连接部（32）套设在所述套筒（51）的外周面上，且所述第二连接部（32）相对于所述套筒（51）沿所述传动杆（2）可滑动地设置，以使所述卷线轮（3）带动所述套筒（51）转动，并相对于所述套筒（51）沿所述传动杆（2）移动。

6.根据权利要求5所述的行程反馈装置，其特征在于，

所述套筒（51）为筒状结构，所述套筒（51）具有多个导向凸起（511），多个所述导向凸起（511）均凸出于所述套筒（51）的外周面，多个导向凸起（511）为条形，且多个所述导向凸起（511）的延伸方向均平行于所述传动杆（2）的轴线；

所述第二连接部（32）的内壁面上设置有与多个所述导向凸起（511）一一对应的多个导向凹槽，以使所述卷线轮（3）带动所述套筒（51）转动，并沿所述传动杆（2）相对于所述套筒（51）移动。

7.根据权利要求1所述的行程反馈装置，其特征在于，所述弹性部件（52）为绕所述传动杆（2）的轴线并沿所述传动杆（2）的径向盘绕的卷盘结构，以在所述套筒（51）扭动所述卷盘结构时，通过所述卷盘结构的形变增加所述卷盘结构的弹性力。

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