CN115979309B - 一种角度式水平位移传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及倾角传感器技术领域，具体为一种角度式水平位移传感器，包括支撑机构、牵引机构以及角度测量机构，所述支撑机构包括基座、活动安装在基座内的四个牵引外架、连接在基座和牵引外架之间的复位弹簧。通过设置基座，且在基座内活动安装可向外侧翻的四个牵引外架，并在基座的中部安装呈十字形分布的四个梁架，同时在梁架内安装可对夹扣进行弹性复位的芯杆和压簧，当控制紧压螺母收缩拉索时，此时拉索会牵引主套件以及夹具整体向下移动，而被夹持的角度传感器便会进行侧向翻转，并配合夹具外部安装的主套件沿着标尺的移动，以此能够方便操作人员精确调节角度传感器侧翻角度的同时，又能方便观测其与模拟器内对比物之间倾角的角度观测。

Description

一种角度式水平位移传感器

技术领域

本发明涉及倾角传感器技术领域，具体为一种角度式水平位移传感器。

背景技术

倾角传感器又称作倾斜仪、测斜仪、水平仪、倾角计，经常用于系统的水平角度变化测量，水平仪从过去简单的水泡水平仪到现在的电子水平仪是自动化和电子测量技术发展的结果，作为一种检测工具,它已成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油钻井、航空航海、工业自动化、智能平台、机械加工等领域不可缺少的重要测量工具。

目前倾角传感器投入使用前需要与模拟器进行精度测试，而测试的人工作业环节，人工控制倾角传感器进行多方位翻转时，模拟器与其翻转会出现间歇性的停顿，且人工控制倾角传感器的侧翻很难精确对比模拟器翻转的角度，不利于操作人员对传感器精度的观测。

根据上述所示，如何提高操作人员对倾角传感器与模拟器进行精度测试期间对传感器倾角的精确观测，即为本发明需要解决的技术难点。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：

一种角度式水平位移传感器，包括支撑机构、牵引机构以及角度测量机构，所述支撑机构包括基座、活动安装在基座内的四个牵引外架、连接在基座和牵引外架之间的复位弹簧、连接在基座顶部的夹件、插接在夹件内的定位插件以及安装在定位插件顶部且位于基座正上方的角度传感器，所述牵引机构包括安装在基座中部的两组梁架、安装在梁架内的套圈、活动安装在套圈内的芯杆、连接在套圈和芯杆之间的压簧、活动安装在梁架内的夹扣、活动连接在夹扣内的斜杆以及连接在斜杆上的斜压弹簧，所述角度测量机构包括安装在基座上的四个标尺、活动安装在斜杆顶端的夹具、安装在夹具外部的指针、连接在夹具底部的主套件、安装在梁架远离基座一端的副套件、活动安装在主套件和副套件内的两个轴承、螺纹连接在副套件内且安装在一个轴承上的紧压螺母以及缠绕在两个轴承外部环槽内的拉索。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基座顶部和底部的柱形杆体上分别开设有竖槽和矩形通孔，且基座中部开设有十字形垫块。

通过采用上述技术方案，利用基座顶部和底部柱形杆体分别对四个牵引外架和四个标尺进行支撑，当位于基座正上方的角度传感器侧边发生侧翻时，此时呈矩形分布的四个牵引外架和标尺即可为角度传感器的侧翻提供弹性支撑和倾角参照。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述牵引外架整体呈弯折的L形结构，且牵引外架远离基座的一端开设有环扣。

通过采用上述技术方案，利用牵引外架外端环扣对斜杆的约束，并配合斜压弹簧顶端对环扣的连接，当角度传感器一侧发生侧翻时，此时复位弹簧和斜压弹簧便可为角度传感器侧翻的侧边提供弹性支撑力，以确保角度传感器倾角测试后可以快速恢复初始状态。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述梁架整体呈椭圆形结构，且梁架靠近基座的一端开设有连通十字形垫块内腔的横孔，所述芯杆远离夹扣一端的柱形端头适配贯穿至梁架内部的横孔，所述芯杆远离梁架的一端开设有圆形端头，且圆形端头环扣在夹扣底部凹槽的导杆上。

通过采用上述技术方案，利用梁架对芯杆的伸缩进行限位，并结合套圈对压簧进行定位，当夹扣受压沿着梁架进行横移后，此时受压的压簧便可为芯杆提供反向的推力，以此确保倾角测试后斜杆可以快速恢复初始状态。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述斜杆的顶部开设有圆盘形端头，且斜杆的底端开设有T字形插板。

通过采用上述技术方案，利用斜杆将夹具与夹扣进行连接，此时倾斜状态下的斜杆可以维持角度传感器侧翻后的平衡，同时联动状态下的夹具、斜杆和夹扣也可以保证角度传感器侧翻的连贯性，避免了角度传感器侧翻期间出现停顿阻碍。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述标尺整体呈四分之一圆环形结构，且标尺的两侧开设有角度标尺。

通过采用上述技术方案，将四个标尺设置在角度传感器的外侧，当角度传感器侧翻时，夹持在其侧边上的夹具便可带动指针随之一起下降，此时实验人员即可观测指针外端对标尺刻度的指示来观测角度传感器与模拟器倾角的对比。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹具是由U字形硅胶夹头以及锥形底柱组成，且锥形底柱的斜面开设有向内凹陷的孔槽。

通过采用上述技术方案，利用夹具内U字形硅胶夹头对角度传感器侧边进行夹持，此时U字形硅胶夹头会增大与角度传感器侧边的摩擦力，当角度传感器侧翻时，U字形硅胶夹头即可维持角度传感器侧翻的稳定性。

通过采用上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1.本发明通过设置基座，且在基座内活动安装可向外侧翻的四个牵引外架，并在基座的中部安装呈十字形分布的四个梁架，同时在梁架内安装可对夹扣进行弹性复位的芯杆和压簧，当控制紧压螺母收缩拉索时，此时拉索会牵引主套件以及夹具整体向下移动，而被夹持的角度传感器便会进行侧向翻转，并配合夹具外部安装的主套件沿着标尺的移动，以此能够方便操作人员精确调节角度传感器侧翻角度的同时，又能方便观测其与模拟器内对比物之间倾角的角度观测。

2.本发明通过将角度传感器采用悬吊方式进行倾角测试，由于对比的参照物不同，因此实验人员可以通过依次调节四个紧压螺母来改变角度传感器的初始静置状态，而四个牵引外架和四个倾斜分布的斜杆便可为角度传感器四处侧边提供平衡的弹性支撑力，从而方便实验人员对改变初始状态下传感器的灵敏性进行测试。

附图说明

图1为本发明一个实施例的示意图；

图2为本发明一个实施例的侧面仰视示意图；

图3为本发明一个实施例图2的局部分散示意图；

图4为本发明一个实施例图3的局部剖面示意图；

图5为本发明一个实施例图4的A处放大示意图；

图6为本发明一个实施例图1的局部俯视示意图；

图7为本发明一个实施例图6的分散示意图；

图8为本发明一个实施例图7的内部分散示意图。

附图标记：

100、支撑机构；110、基座；120、牵引外架；130、复位弹簧；140、夹件；150、定位插件；160、角度传感器；

200、牵引机构；210、梁架；220、套圈；230、芯杆；240、压簧；250、夹扣；260、斜杆；270、斜压弹簧；

300、角度测量机构；310、标尺；320、指针；330、夹具；340、主套件；350、副套件；360、紧压螺母；370、轴承；380、拉索。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种角度式水平位移传感器。

实施例一：

结合图1-图8所示，本发明提供的一种角度式水平位移传感器，包括支撑机构100、牵引机构200以及角度测量机构300，牵引机构200安装在支撑机构100上，角度测量机构300安装在牵引机构200上。

支撑机构100包括基座110、牵引外架120、复位弹簧130、夹件140、定位插件150以及角度传感器160，牵引机构200包括梁架210、套圈220、芯杆230、压簧240、夹扣250、斜杆260以及斜压弹簧270，角度测量机构300包括标尺310、指针320、夹具330、主套件340、副套件350、紧压螺母360、轴承370以及拉索380。

具体的，四个牵引外架120活动安装在基座110内，复位弹簧130连接在基座110和牵引外架120之间，夹件140连接在基座110的顶部，定位插件150插接在夹件140内，角度传感器160安装在定位插件150顶部且位于基座110的正上方，两组梁架210安装在基座110的中部，套圈220安装在梁架210内，芯杆230活动安装在套圈220内，压簧240连接在套圈220和芯杆230之间，夹扣250活动安装在梁架210内，斜杆260活动连接在夹扣250内，斜压弹簧270连接在斜杆260上，四个标尺310安装在基座110上，夹具330活动安装在斜杆260的顶端，指针320安装在夹具330的外部，主套件340连接在夹具330的底部，副套件350安装在梁架210远离基座110的一端，两个轴承370活动安装在主套件340和副套件350内，紧压螺母360螺纹连接在副套件350内且安装在一个轴承370上，拉索380缠绕在两个轴承370外部的环槽内。

利用依次调节四个紧压螺母360来改变角度传感器160的初始静置状态，而四个牵引外架120和四个倾斜分布的斜杆260便可为角度传感器160四处侧边提供平衡的弹性支撑力，以方便实验人员对改变初始状态下传感器的灵敏性进行测试，同时在梁架210内安装可对夹扣250进行弹性复位的芯杆230和压簧240，当控制紧压螺母360收缩拉索380时，此时拉索380会牵引主套件340以及夹具330整体向下移动，而被夹持的角度传感器160便会进行侧向翻转，并配合夹具330外部安装的主套件340沿着标尺310的移动，以此能够方便操作人员精确调节角度传感器160侧翻角度的同时，又能方便观测其与模拟器内对比物之间倾角的角度观测。

实施例二：

结合图3-图5所示，在实施例一的基础上，基座110顶部和底部的柱形杆体上分别开设有竖槽和矩形通孔，且基座110中部开设有十字形垫块，牵引外架120整体呈弯折的L形结构，且牵引外架120远离基座110的一端开设有环扣。

利用基座110顶部和底部柱形杆体分别对四个牵引外架120和四个标尺310进行支撑，当位于基座110正上方的角度传感器160侧边发生侧翻时，此时呈矩形分布的四个牵引外架120和标尺310即可为角度传感器160的侧翻提供弹性支撑和倾角参照，并配合斜压弹簧270顶端对环扣的连接，当角度传感器160一侧发生侧翻时，此时复位弹簧130和斜压弹簧270便可为角度传感器160侧翻的侧边提供弹性支撑力，以确保角度传感器160倾角测试后可以快速恢复初始状态。

实施例三：

结合图7和图8所示，在实施例一的基础上，梁架210整体呈椭圆形结构，且梁架210靠近基座110的一端开设有连通十字形垫块内腔的横孔，芯杆230远离夹扣250一端的柱形端头适配贯穿至梁架210内部的横孔，芯杆230远离梁架210的一端开设有圆形端头，且圆形端头环扣在夹扣250底部凹槽的导杆上，斜杆260的顶部开设有圆盘形端头，且斜杆260的底端开设有T字形插板。

利用梁架210对芯杆230的伸缩进行限位，结合套圈220对压簧240进行定位，当夹扣250受压沿着梁架210进行横移后，此时受压的压簧240便可为芯杆230提供反向的推力，同时结合斜杆260将夹具330与夹扣250进行连接，此时倾斜状态下的斜杆260可以维持角度传感器160侧翻后的平衡，同时联动状态下的夹具330、斜杆260和夹扣250也可以保证角度传感器160侧翻的连贯性，避免了角度传感器160侧翻期间出现停顿阻碍。

实施例四：

结合图6和图7所示，在实施例一的基础上，标尺310整体呈四分之一圆环形结构，且标尺310的两侧开设有角度标尺，夹具330是由U字形硅胶夹头以及锥形底柱组成，且锥形底柱的斜面开设有向内凹陷的孔槽。

利用将四个标尺310设置在角度传感器160的外侧，当角度传感器160侧翻时，夹持在其侧边上的夹具330便可带动指针320随之一起下降，此时实验人员即可观测指针320外端对标尺310刻度的指示来观测角度传感器160与模拟器倾角的对比，同时配合夹具330内U字形硅胶夹头对角度传感器160侧边进行夹持，此时U字形硅胶夹头会增大与角度传感器160侧边的摩擦力，进而可以维持角度传感器160侧翻的稳定性。

本发明的工作原理及使用流程：预先将牵引外架120外端的环扣活动安装在斜杆260上，此时牵引外架120外端的环扣会连接于斜压弹簧270的顶端，接着将组合后斜杆260的底端活动安装在夹扣250顶部的凹槽内，然后将夹扣250安装在梁架210内部的滑道内，此时夹扣250底部凹槽内的导杆会安装在芯杆230一端的圆形端头内，而位于芯杆230外部的压簧240会对着套圈220和芯杆230圆形端头进行弹性连接，接着将夹具330活动安装在斜杆260的顶部，此时分别安装在夹具330和梁架210上的主套件340和副套件350会配合两个轴承370将拉索380进行牵引束缚，接着将组装状态下牵引外架120的另一端活动安装在基座110内，此时牵引外架120会被复位弹簧130弹性支撑，然后将定位插件150装配在角度传感器160底部的凹孔内，然后调节四个夹具330，直至四个夹具330将角度传感器160的侧边进行夹持，此时安装在角度传感器160底部的定位插件150会插接在夹件140内侧的缝隙中，然后操作人员需要利用导线将角度传感器160与电脑处理器进行连接，并将电脑程序中的模拟器开启，然后操作人员依次调节四个紧压螺母360，当紧压螺母360旋转时，此时缠绕在其外部的拉索380便会带动主套件340以及夹具330整体向下倾斜，而安装在夹具330外部的指针320即可沿着标尺310向下移动，此时操作人员即可观测角度传感器160侧边倾斜角度与模拟器上模型翻转角度进行对比，以此能够方便操作人员及时且精确观测角度传感器160局部翻转的精度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种角度式水平位移传感器，其特征在于，包括支撑机构（100）、牵引机构（200）以及角度测量机构（300）；

所述支撑机构（100）包括基座（110）、活动安装在基座（110）内的四个牵引外架（120）、连接在基座（110）和牵引外架（120）之间的复位弹簧（130）、连接在基座（110）顶部的夹件（140）、插接在夹件（140）内的定位插件（150）以及安装在定位插件（150）顶部且位于基座（110）正上方的角度传感器（160）；

所述牵引机构（200）安装在支撑机构（100）上，包括安装在基座（110）中部的两组梁架（210）、安装在梁架（210）内的套圈（220）、活动安装在套圈（220）内的芯杆（230）、连接在套圈（220）和芯杆（230）之间的压簧（240）、活动安装在梁架（210）内的夹扣（250）、活动连接在夹扣（250）内的斜杆（260）以及连接在斜杆（260）上的斜压弹簧（270）；

所述角度测量机构（300）安装在牵引机构（200）上，包括安装在基座（110）上的四个标尺（310）、活动安装在斜杆（260）顶端的夹具（330）、安装在夹具（330）外部的指针（320）、连接在夹具（330）底部的主套件（340）、安装在梁架（210）远离基座（110）一端的副套件（350）、活动安装在主套件（340）和副套件（350）内的两个轴承（370）、螺纹连接在副套件（350）内且安装在一个轴承（370）上的紧压螺母（360）以及缠绕在两个轴承（370）外部环槽内的拉索（380）。

2.根据权利要求1所述的一种角度式水平位移传感器，其特征在于，所述基座（110）顶部和底部的柱形杆体上分别开设有竖槽和矩形通孔，且基座（110）中部开设有十字形垫块。

3.根据权利要求1所述的一种角度式水平位移传感器，其特征在于，所述牵引外架（120）整体呈弯折的L形结构，且牵引外架（120）远离基座（110）的一端开设有环扣。

4.根据权利要求1所述的一种角度式水平位移传感器，其特征在于，所述梁架（210）整体呈椭圆形结构，且梁架（210）靠近基座（110）的一端开设有连通十字形垫块内腔的横孔，所述芯杆（230）远离夹扣（250）一端的柱形端头适配贯穿至梁架（210）内部的横孔。

5.根据权利要求1所述的一种角度式水平位移传感器，其特征在于，所述芯杆（230）远离梁架（210）的一端开设有圆形端头，且圆形端头环扣在夹扣（250）底部凹槽的导杆上。

6.根据权利要求1所述的一种角度式水平位移传感器，其特征在于，所述斜杆（260）的顶部开设有圆盘形端头，且斜杆（260）的底端开设有T字形插板。

7.根据权利要求1所述的一种角度式水平位移传感器，其特征在于，所述标尺（310）整体呈四分之一圆环形结构，且标尺（310）的两侧开设有角度标尺。

8.根据权利要求1所述的一种角度式水平位移传感器，其特征在于，所述夹具（330）是由U字形硅胶夹头以及锥形底柱组成，且锥形底柱的斜面开设有向内凹陷的孔槽。

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