CN202220774U - 一种位移检测装置及具有该位移检测装置的油缸 - Google Patents

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邓侃
王军
刘立新
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Abstract

本实用新型提出了一种位移检测装置及具有该位移检测装置的油缸，其中，该位移检测装置，用于检测往复运动物体的直线位移，其包括：与往复运动物体接触的滚轮装置、用于感测滚轮装置的滚动角度的角度传感器、控制器、位置感测器；位置感测器，用于在往复运动物体运动到预设的基准位置时，生成并发送清零触发信息；控制器，用于根据角度传感器感测的滚动角度及预设的往复运动物体的基准位置，确定往复运动物体的直线位移；并在接收到清零触发信息时，将滚动角度清零。本实用新型位移检测装置运行可靠，且安装使用便捷，成本较低。

Description

一种位移检测装置及具有该位移检测装置的油缸
技术领域
本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种便捷且运行可靠的位移检测装置及具有该位移检测装置的油缸。
背景技术
目前检测物体直线位移的方式有很多种，如利用超声波测距、激光测距、拉绳传感器及磁致伸缩传感器等测量测量活塞杆相对于油缸缸筒的位移。如专利申请CN200510115754及CN03153106，均为内置拉绳式位移传感器油缸，拉绳式位移传感器固定在油缸缸筒上，拉绳固定在活塞杆上，通过拉绳式位移传感器来感测拉绳距离，得出油缸位移量。又如专利申请CN200910214536采用外置式的油缸位移传感器，其采用了与油缸等长的测量杆，测量杆固定在活塞杆上，随活塞杆一起运动，从而测量活塞杆相对于油缸缸筒的位移。再如专利申请CN03259344属于内置磁致伸缩位移传感器的油缸。上述各方案成本较高，安装较复杂，且维护不方便。
实用新型内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型的第一目的在于提供一种便捷且运行可靠的位移检测装置，用于检测往复运动物体的直线位移，其包括：与往复运动物体接触的滚轮装置、用于感测滚轮装置的滚动角度的角度传感器、控制器、位置感测器；位置感测器，用于在往复运动物体运动到预设的基准位置时，生成并发送清零触发信息；控制器，用于根据角度传感器感测的滚动角度及预设的往复运动物体的基准位置，确定往复运动物体的直线位移；并在接收到清零触发信息时，将滚动角度清零。
进一步地，往复运动物体为油缸活塞杆；位置感测器包括压差发讯器；压差发讯器的两端分别连接油缸的两个油口，基准位置位于两个油口之间，在油缸活塞杆运动到基准位置时，两个油口分别连通油缸有杆腔与油缸无杆腔；压差发讯器用于在油缸活塞杆运动到基准位置时，确定油缸有杆腔与油缸无杆腔之间的压差值大于预设值，且发送清零触发信息。
进一步地，位置感测器还包括两个节流阀；压差发讯器的两端一一对应连接两个节流阀的第一端，两个节流阀的第二端一一对应连接两个油口。
进一步地，滚轮装置包括滚轮及滚轮支架；滚轮支架固定安装在油缸缸体外壁上，用于将滚轮放置在接触油缸活塞杆的位置。
进一步地，滚轮支架包括外壳、滚轮连接件及弹性元件；滚轮连接件为T形，滚轮连接件的底端与滚轮的滚轴连接，顶面与外壳形成密封腔；弹性元件设置在外壳与滚轮连接件之间的密封腔内，用于将滚轮紧压在油缸活塞杆上。
进一步地，角度传感器固定在外壳上，角度传感器与滚轮接触。
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型的第二目的在于提供一种具有上述位移检测装置的油缸。
本实用新型实施例中的控制器通过在往复运动物体运动到预设的基准位置时对滚轮装置的角位移进行清零，纠正了感测件，如滚轮，在运动过程中的累计误差，提高运行的可靠性；同时，该位移检测装置结构简单，成本低廉，安装、维修、调整方便。
附图说明
图1所示为本实用新型位移检测装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型位移检测装置实施例包括：滚轮装置、角度传感器2、控制器3及油压压差检测装置。
其中，滚轮装置固定安装于油缸缸体上；滚轮装置包括滚轮11及滚轮支架12，该滚轮支架12包括外壳121、滚轮连接件122、弹性元件123(如弹簧)；滚轮连接件122为T形，其底端与滚轮11的滚轴连接，顶面与外壳121形成密封腔，弹性元件123设置在该密封腔内，将滚轮11紧压在油缸活塞杆上，这样活塞杆在伸缩运动时，可带动滚轮11前后滚动。角度传感器2用来检测滚轮11滚动的角度和角速度。控制器3根据角度传感器2感测角度和角速度，即可得出活塞杆的直线位移。然而滚轮11长时间滚动后会产生累计计量误差，为修正这种误差，在根据角度传感器2感测角度计算活塞杆的直线位移时，采用了偏移量的形式，该偏移量对应基准位置，该基准位置的检测由油压压差检测装置来完成，详见下面的解释说明。
油压压差检测装置安装于油缸缸体外壁上，包括压差发讯器41及两个节流阀42。压差发讯器41的一端通过一个节流阀42连接缸D口，另一端通过另一个节流阀42连接缸C口，用来检测油缸C口和油缸D口之间的压差值。基准位置设置在C口和油缸D口之间，当活塞杆运动到该基准位置时，油缸C口和油缸D口分别连通有杆腔及无杆腔。预先设置一个值，该预设值小于当活塞杆运动到该基准位置时油缸C口与油缸D口之间的压力差值。这样，当活塞杆运动到该基准位置时压差发讯器41导通，产生一电信号(可称为清零触发信息)，输出给控制器3。控制器3 在接收到清零触发信息时，将角度传感器2检测的滚轮11的滚动角度，即下述公式(1)中的θ清零。
油缸活塞杆的位移和速度的计算公式如下：
L＝θR+L0  (1)
V＝ωR     (2)
其中，R为滚轮11的半径，θ为滚动角度；ω为滚动角速度，L及V分别为活塞杆的位移与速度，L0为基准位置对应的偏移量，如为活塞杆回缩时，活塞位于油口C和D之间时，压差发讯器41产生清零触发信息时的位置。
如设置在活塞杆往缩回油缸的方向运动时对累计误差进行修正，则可以在压差发讯器41设置一个合适的正值作为预设值。当活塞杆往缩回油缸的方向运动时，油缸A口通高压油，B口接回油路，即油缸有杆腔通高压油，油缸无杆腔通低压油，当活塞杆的活塞头运动到油缸C口和D口之间时，C口处通高压油，D口处通低压油，压差发讯器42会比较压差值与预设值后产生一个清零触发信息；控制器3在检测到该清零触发信息时将θ清零，即活塞运动到基准位置时，活塞杆的位移为L0。
本领域技术人员可以理解，上述位移检测装置实施例可以应用于活塞杆以外的往复运动物体直线位移的测量；相应地，压差发讯器42为优选特征，还可以采用其他位置感测器，如接近开关；节流阀42是为了过滤压差噪声，为优选特征；滚轮装置中弹性元件的设置为优选方案；滚轮支架12由外壳121及滚轮连接件122等构成为优选特征。本实用新型各装置实施例通过采用滚轮装置及角度传感器感测油缸活塞杆的位移，并结合压差发讯器对位移进行校正，提高了位移检测的精度，应用上述位移检测装置的油缸，具有成本低，结构简单，安装维护简单及工作可靠的优点。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种位移检测装置，用于检测往复运动物体的直线位移，其特征在于，包括：与所述往复运动物体接触的滚轮装置、用于感测所述滚轮装置的滚动角度的角度传感器(2)、控制器(3)、位置感测器；
所述位置感测器，用于在所述往复运动物体运动到预设的基准位置时，生成并发送清零触发信息；
所述控制器(3)，用于根据所述角度传感器(2)感测的滚动角度及预设的所述往复运动物体的基准位置，确定所述往复运动物体的直线位移；并在接收到所述清零触发信息时，将所述滚动角度清零。
2.根据权利要求1所述的位移检测装置，其特征在于，所述往复运动物体为所述油缸活塞杆；所述位置感测器包括压差发讯器(41)；
所述压差发讯器(41)的两端分别连接油缸的两个油口，所述基准位置位于所述两个油口之间，在所述油缸活塞杆运动到所述基准位置时，所述两个油口分别连通油缸有杆腔与油缸无杆腔；
所述压差发讯器(41)用于在所述油缸活塞杆运动到所述基准位置时，确定所述油缸有杆腔与油缸无杆腔之间的压差值大于预设值，且发送所述清零触发信息。
3.根据权利要求2所述的位移检测装置，其特征在于，所述位置感测器还包括两个节流阀(42)；所述压差发讯器(41)的两端一一对应连接所述两个节流阀(42)的第一端，所述两个节流阀(42)的第二端一一对应连接所述两个油口。
4.根据上述权利要求2或3所述的位移检测装置，其特征在于，所述滚轮装置包括滚轮(11)及滚轮支架(12)；所述滚轮支架(12)固定安装在油缸缸体外壁上，用于将所述滚轮(11)放置在接触所述油缸活塞杆的位置。
5.根据权利要求4所述的位移检测装置，其特征在于，所述滚轮支架(12)包括外壳(121)、滚轮连接件(122)及弹性元件(123)；
所述滚轮连接件(122)为T形，所述滚轮连接件(122)的底端与所述滚轮(11)的滚轴连接，顶面与所述外壳(121)形成密封腔；
所述弹性元件(123)设置在所述外壳(121)与所述滚轮连接件(122)之间的密封腔内，用于将所述滚轮(11)紧压在所述油缸活塞杆上。
6.根据权利要求5所述的位移检测装置，其特征在于，所述角度传感器(2)固定在所述外壳(121)上，所述角度传感器(2)与所述滚轮(11)接触。
7.一种油缸，其特征在于，包括如上述权利要求1-6中任一项所述的位移检测装置，其中，所述往复运动物体为油缸活塞杆。
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