CN117405011B - 便捷式转角监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便捷式转角监测装置，包括封装外壳、外壳安装件、驱动磁极以及封装于所述封装外壳内的被动磁极、转轴、连杆、感应磁极和磁性角度传感器芯片，驱动磁极固定安装于待监测旋转设备的转动体上，外壳安装件固定设置于封装外壳上，用于与待监测旋转设备的固定外壳固定连接。本发明利用驱动磁极和被动磁极的磁力耦合，当测量点产生轴向、径向跳动或安装不同心时，被动磁极和驱动磁极之间是磁耦合的软连接，在轴承限位作用下感应磁极会保持原位置不动，从而使测量精准，测量过程不会受到测量点跳动或安装精度的影响，降低了安装点对安装精度的要求，并能适应大范围内的跳动。在测量时，只需安装驱动磁极和固定封装外壳，安装快捷方便。
Description
技术领域
本发明属于转角监测技术领域，具体涉及一种便捷式转角监测装置。
背景技术
在旋转类设备工作时，为工作需要，经常需要对旋转类设备进行转动角度的测量或监测。目前市场上主要使用普通的转角传感器进行转动角度的测量或监测，然而由于设备的转动体存在着径向跳动及轴向跳动，普通的转角传感器一方面无法适应设备测量点大范围内的跳动，导致测量精度差、测量不准确甚至无法测量，另一方面转角传感器安装时容易因安装误差而导致同轴度过大，其对安装点的安装精度要求较高，安装便捷性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安装便捷、测量精度不受测量点跳动影响、可以适应不同直径旋转设备的便捷式转角监测装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：便捷式转角监测装置，用于旋转设备的转动角度的测量，所述旋转设备具有固定外壳和转动体；包括：
封装外壳，具有密封的容置腔；
外壳安装件，固定设置于所述封装外壳上，用于与待监测旋转设备的固定外壳固定连接；
驱动磁极，固定安装于待监测旋转设备的转动体上；
被动磁极，可转动地设置于所述封装外壳内，驱动磁极随待监测旋转设备的转动体旋转时，所述被动磁极在驱动磁极的磁力作用下同步旋转；
转轴，可转动地设置于所述封装外壳内；
连杆，所述连杆的一端与所述被动磁极固定，所述连杆的另一端与所述转轴固定；
感应磁极，固定安装于转轴上；
磁性角度传感器芯片，固定封装于所述封装外壳的内部，芯片平面与所述感应磁极的旋转面平行，芯片感应中心与所述感应磁极的中心具有偏差。
作为优选的技术方案，所述封装外壳包括底壳和上盖，所述底壳和上盖密封配合后形成所述容置腔。
作为优选的技术方案，所述底壳为有机材质。
作为优选的技术方案，所述封装外壳内固定设置有轴承座，所述转轴通过轴承转动安装于所述轴承座上。
作为优选的技术方案，所述轴承座采用隔磁材料。
作为优选的技术方案，所述外壳安装件为多个安装支脚，所述安装支脚上设置有多个安装孔位。
作为优选的技术方案，所述磁性角度传感器芯片的感应中心与所述感应磁极的中心偏差为0.3～0.5mm。
作为优选的技术方案，所述磁性角度传感器芯片的表面与所述感应磁极之间的距离为0.5～2mm。
作为优选的技术方案，所述驱动磁极、被动磁极和感应磁极均为圆柱形磁铁。
作为优选的技术方案，所述磁性角度传感器芯片为MT6701。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
（1）利用驱动磁极和被动磁极的磁力耦合，当测量点产生轴向、径向跳动或安装不同心时，被动磁极和驱动磁极之间是磁耦合的软连接，可以起到类似联轴器的作用，由于轴承的限位作用，感应磁极会保持原位置不动，从而使测量精准，测量过程不会受到测量点跳动或安装精度的影响，降低了安装点对安装精度的要求，并能适应大范围内的跳动。
（2）测量时，只需将驱动磁极安装于待监测旋转设备的转动体上，利用外壳安装件将封装外壳固定安装于待监测旋转设备的固定外壳上即可，对安装精度要求低，安装快捷方便。
（3）安装支脚上设置有多个安装孔位，可以适合安装不同直径的测量点，适用范围广。
（4）由于被动磁极和驱动磁极之间是采用磁耦合传递动力，该种结构决定可以通过封装外壳实现对内部器件的全密封，和外界实现完全隔离，从而实现防尘、防爆、防水的特点，减少了因摩擦、磨损等导致的振动和噪音，稳定性好，使用寿命长。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的俯视结构示意图；
图2是本发明实施例中封装外壳的仰视结构示意图；
图3是本发明实施例中封装外壳及其内部构件的结构示意图；
图4是被动磁极与感应磁极的装配示意图；
图5是磁性角度传感器芯片与感应磁极的配合示意图；
图6是本发明实施例用于监测旋转设备时的状态参考图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1至图6所示，便捷式转角监测装置，用于旋转设备1的转动角度的测量，所述旋转设备1具有固定外壳11和转动体12（参考图6）；该装置包括封装外壳2、外壳安装件3、驱动磁极4以及封装于封装外壳2内的被动磁极5、转轴6、连杆7、感应磁极8和磁性角度传感器芯片9。封装外壳2具有密封的容置腔，驱动磁极4为独立设置，其他部件除了外壳安装件3外，均封装于封装外壳2的容置腔内。所述驱动磁极4、被动磁极5和感应磁极8均优选采用圆柱形磁铁。
参考图1和图6，本实施例中，外壳安装件3为固定设置于所述封装外壳2的底部的四个安装支脚，其用于与待监测旋转设备的固定外壳11固定连接；在安装支脚上设置有多个安装孔位31，这样可以方便安装不同直径的测量点，从而适用于不同直径的旋转设备监测。
封装外壳2包括底壳21和上盖22，底壳21和上盖22为密封配合，可以实现对内部器件的全密封，和外界实现完全隔离，防尘、防爆、防水。所述底壳21优选采用透明有机材质，采用有机材质的底壳21不会对磁路产生阻碍，从而降低磁路损耗。
参考图3和图4，封装外壳2内固定设置有轴承座23，所述转轴6通过轴承10转动安装于所述轴承座23上，所述连杆7的一端与所述被动磁极5固定，所述连杆7的另一端与所述转轴6固定，感应磁极8固定安装于转轴6的上端部。当驱动磁极4随待监测旋转设备的转动体12旋转时，所述被动磁极5在驱动磁极4的磁力作用下产生同步旋转，被动磁极5旋转，通过连杆7、转轴6带动感应磁极8同步旋转。轴承座23采用隔磁材料制作，可以避免对驱动磁路和测量磁路造成干扰。
参考图3和图5，磁性角度传感器芯片9固定封装于所述封装外壳2的内部，芯片平面与所述感应磁极8的旋转面平行。所述磁性角度传感器芯片9可以采用麦歌恩微电子公司的MT6701，该芯片内部包含了两对互成90°放置的差分霍尔惠斯通电桥，能够感应在芯片平面（X-Y平面）上旋转的感应磁极8的Z轴磁场分量，并随着磁场角的变化输出两路正弦的电压信号，再经后续电路的放大、补偿和计算后，得到旋转角，上盖22上可以设置显示屏进行显示。其中，芯片感应中心与所述感应磁极8的中心具有偏差D，偏差D最好为0.3～0.5mm。芯片表面与所述感应磁极8之间的距离H为0.5～2mm。
参考图6，测量时，将驱动磁极4直接吸附固定于待监测旋转设备的转动体12上，然后选择合适的安装孔位，将外壳安装件3与待监测旋转设备的固定外壳11固定连接，使封装外壳2内的被动磁极5与驱动磁极4基本同心。当驱动磁极4随待监测旋转设备的转动体12旋转时，所述被动磁极5在驱动磁极4的磁力作用下产生同步旋转；利用驱动磁极4和被动磁极5的磁力耦合，当测量点产生轴向、径向跳动或安装不同心时，被动磁极5和驱动磁极4之间是磁耦合的软连接，可以起到类似联轴器的作用，由于轴承10的限位作用，感应磁极8会保持在原位置不动，从而使测量精准，测量过程不会受到测量点跳动或安装精度的影响，降低了安装点对安装精度的要求，并能适应大范围内的跳动。
综上所述，本监测装置在测量时只需安装驱动磁极4和固定封装外壳2，安装快捷方便，使用磁力耦合的方式，降低了安装点对安装精度的要求，并能适应测量点大范围内的跳动。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.便捷式转角监测装置，用于旋转设备的转动角度的测量，所述旋转设备具有固定外壳和转动体；其特征在于，包括：
封装外壳，具有密封的容置腔，所述封装外壳内固定设置有轴承座；
外壳安装件，固定设置于所述封装外壳上，用于与待监测旋转设备的固定外壳固定连接；
驱动磁极，固定安装于待监测旋转设备的转动体上；
被动磁极，可转动地设置于所述封装外壳内，驱动磁极随待监测旋转设备的转动体旋转时，所述被动磁极在驱动磁极的磁力作用下同步旋转；
转轴，通过轴承转动安装于所述轴承座上；
连杆，所述连杆的一端与所述被动磁极固定，所述连杆的另一端与所述转轴固定；
感应磁极，固定安装于转轴上；
磁性角度传感器芯片，固定封装于所述封装外壳的内部，芯片平面与所述感应磁极的旋转面平行，芯片感应中心与所述感应磁极的中心具有偏差。
2.如权利要求1所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述封装外壳包括底壳和上盖，所述底壳和上盖密封配合后形成所述容置腔。
3.如权利要求2所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述底壳为有机材质。
4.如权利要求1所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述轴承座采用隔磁材料。
5.如权利要求1所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述外壳安装件为多个安装支脚，所述安装支脚上设置有多个安装孔位。
6.如权利要求1所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述磁性角度传感器芯片的感应中心与所述感应磁极的中心偏差为0.3～0.5mm。
7.如权利要求1所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述磁性角度传感器芯片的表面与所述感应磁极之间的距离为0.5～2mm。
8.如权利要求1所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述驱动磁极、被动磁极和感应磁极均为圆柱形磁铁。
9.如权利要求1至8任一项所述的便捷式转角监测装置，其特征在于：所述磁性角度传感器芯片为MT6701。
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