CN202747996U - 角度和/或距离测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种角度和/或距离测量装置，属于测量领域。所述角度和/或距离测量装置，包括：能转动的臂架，其具有动力传输轴；安装在臂架上的第一回转旋转电位器和第二回转旋转电位器；安装在动力传输轴上的动力传动齿轮；以及电位器传动齿轮机构，包括用来控制第一回转旋转电位器的第一电位器传动齿轮和用来控制第二回转旋转电位器的第二电位器传动齿轮，其中动力传动齿轮在同一时间只与第一和第二电位器传动齿轮中的一个相互啮合。现有技术装置复杂，成本高，对操作人员要求高，而本实用新型成本低廉，装置简易，非专业人员也可迅速掌握使用方法。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量领域，特别涉及角度、距离等的测量。
背景技术
现有的角度、距离检测装置几乎都是采用编码器，它是一种集光、机、电于一体的数字化传感器。按测量方式，编码器包括旋转编码器和直线编码器。按编码方式，编码器包括绝对编码器、增量式编码器和混合式编码器。
旋转式编码器测量被测物的角度并将其转化为脉冲电信号输出，直线编码器测量被测物的直线位移并将其转化为脉冲电信号输出。绝对式编码器输出二进制编码，增量式编码器输出脉冲，同时还进行辩向、零标志及倍频处理。在现有的PLC控制的程序中都有相应的模拟量处理模块及高速计数模块，用来处理编码器输出的脉冲电信号。
上述编码器虽然可以高精度地测量被测物的角度或直线位移量，但由于配置程序复杂，非专业人员难以进行操作，并且制造成本较高，在一些对生产要求精度不高的场所略显大才小用。
实用新型内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种角度和/或距离测量装置，其应用简单，非专业人员也可迅速掌握其使用方法，并且制造容易，成本较低。
本实用新型提出了一种角度和/或距离测量装置，包括：能转动的臂架，其具有动力传输轴；安装在臂架上的第一回转旋转电位器和第二回转旋转电位器；安装在动力传输轴上的动力传动齿轮；以及电位器传动齿轮机构，包括用来控制第一回转旋转电位器的第一电位器传动齿轮和用来控制第二回转旋转电位器的第二电位器传动齿轮，其中动力传动齿轮在同一时间只与第一和第二电位器传动齿轮中的一个相互啮合。
在一个实施例中，动力传动齿轮构造成一个仅在一半圆周上具有齿的齿轮。
在另一个实施例中，动力传动齿轮包括固定在同一轴上的两个上、下布置的半片齿轮。动力传动齿轮的上半片齿轮与第一电位器传动齿轮位于同一平面，动力传动齿轮的下半片齿轮与第二电位器传动齿轮位于同一平面。两个半片齿轮的朝向相同。
在一个优选的实施例中，该角度和/或距离测量装置还包括与第一和第二回转旋转电位器相连的处理仪器。该处理仪器还包括用来接收来自电位器的电信号的接收模块、用来将电信号转换为数字信号的转换模块，以及用来对数字信号进行比较和运算的比较运算模块。
根据本实用新型的角度和/或距离测量装置操作十分简单，只需转动臂架和读取结果，非专业人员可以迅速掌握其使用方法；并且其构件简单，生产制作很方便，成本低廉。
附图说明
以下结合附图来对本实用新型进行详细的说明。然而应当理解，这些附图仅用于显示本实用新型的结构，并不对本实用新型起任何限制作用。
图1是根据本实用新型的角度和/或距离测量装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1显示了根据本实用新型的角度和/或距离测量装置20。如图所示，该装置20包括臂架1。臂架1包括动力传动轴7，用来传递驱动力。在臂架1上安装了两个旋转电位器，即左回转旋转电位器2和右回转旋转电位器3。
测量装置20还包括安装在动力传动轴7上的动力传动齿轮4以及以特定方式（下面将具体解释）与动力传动齿轮4啮合的位于左侧的电位器传动齿轮5和位于右侧的电位器传动齿轮6。左侧的电位器传动齿轮5能够控制调节左回转旋转电位器2，右侧的电位器传动齿轮6能够控制调节右回转旋转电位器3。
根据本实用新型，动力传动齿轮4构造成一个仅在一半圆周上具有齿的齿轮，其与电位器传动齿轮5和6全部位于同一平面中，且三个齿轮的中心位于同一直线上。由于其仅在一半圆周上具有齿，在同一时刻，单片的动力传动齿轮4只能与其中一个电位器传动齿轮形成啮合。当臂架1向左旋转时，动力传动齿轮4的有齿部分与左侧的电位器传动齿轮5形成啮合，而无齿部分与右侧的电位器传动齿轮6不构成啮合；当臂架1向右旋转时，动力传动齿轮4的有齿部分与右侧的电位器传动齿轮6形成啮合，而无齿部分与左侧的电位器传动齿轮5不构成啮合。这样，臂架1的旋转通过动力传动轴7来驱动动力传动齿轮4旋转，由于啮合作用，动力传动齿轮4的旋转可以带动电位器传动齿轮5或6旋转，从而相应地改变左回转旋转电位器2或右回转旋转电位器3的电阻值。
在另一个实施例中，动力传动齿轮4设计为固定在同一轴上的两个上、下布置的半片齿轮，且两个半片齿轮的朝向相同。其中上半片齿轮与左侧的电位器传动齿轮5处于同一平面中，下半片齿轮与右侧的电位器传动齿轮6处于同一平面中。三个齿轮的中心处于同一直线上。通过这一构造，动力传动齿轮4在同一时间只与电位器传动齿轮5和6中的一个形成啮合。当臂架1向左旋转时，动力传动齿轮4通过上半片齿轮与左侧的电位器传动齿轮5形成啮合，而与右侧的电位器传动齿轮6悬空无接触；当臂架1向右旋转时，动力传动齿轮4通过下半片齿轮与右侧的电位器传动齿轮6形成啮合，而与左侧的电位器传动齿轮5悬空无接触。同理地，臂架1的旋转通过动力传动轴7来驱动动力传动齿轮4旋转，由于啮合作用，动力传动齿轮4的旋转可以带动电位器传动齿轮5或6旋转，从而相应地改变左回转旋转电位器2或右回转旋转电位器3的电阻值。本实施例将动力传动齿轮4设计为双层结构的一个有利的优势是其可以应用到斗轮堆取料机上，既能够测量臂架左右运行的旋转角度，又能够测量臂架上下运行的俯仰角度，十分方便。
下面介绍本实用新型的工作原理：在图1所示的实施例中，设定臂架的水平正前方为零度，当臂架位于此处时设定其处于静止位置。此时，左回转旋转电位器2和右回转旋转电位器3均处于始端，即0欧电阻值。
当臂架1水平向左旋转时，臂架1的动力传动轴7带动动力传动齿轮4转动，动力传动齿轮4带动左侧的电位器传动齿轮5转动，因此左侧的电位器传动齿轮5作用于左回转旋转电位器2，使电位器2的电阻值从零开始增大。此时由于动力传动齿轮4与右侧的电位器传动齿轮6悬空无接触，右侧的电位器传动齿轮6不工作，因此右回转旋转电位器3的电阻值不发生变化。
类似地，本领域的技术人员容易理解臂架向右旋转时的操作。
在本实施例中还设有可编程逻辑控制器（PLC）（图中未显示）。待所述的左回转旋转电位器2的电阻值稳定不再变化后，将该值送入可编程逻辑控制器（PLC）模拟量输入模块转换为0-27648的数字量（整形数INTEGER），在可编程逻辑控制器（PLC）程序内部对相应的信号进行比较、运算时，常需将该信号转换成实际物理值（本实施例中为角度）。
上面以水平角度为例介绍了利用本实用新型的测量装置的测量操作。容易理解，上述操作也可类似地用于进行俯仰角度的测量。
上述水平角度及俯仰角度的测量最终需要在程序中调用功能块FC105，将该值转换成0度-180度的工程量（实数），经PID运算后得到的结果仍为实数。
以上介绍的是测量角度的例子。容易理解，根据本实用新型的测量装置可以同样地用于测量距离。在这种情况下，只需要更改可编程逻辑控制器（PLC）中相应的将电阻值转换为实际物理量的算法和程序。
本实用新型可以应用于所有可编程PLC，只是模拟量模块及功能模块随所使用PLC软件不同而改变。本实施例采用了电位器的电阻值，根据需要也可采用电流、电压、压力、温度等其它现场模拟量信号。
根据本实用新型的测量装置的最大特点是总体结构简单、成本低廉、现场采用模拟电阻信号避免使用电源、安全可靠、程序简单以及调试方便。
如上所述的本实用新型的测量装置只是涉及角度、距离检测。如要输出模拟量信号控制现场设备的执行，则需要使用模拟量输出模块及程序转换的功能模块。这是本领域的技术人员所容易理解的。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (7)
1.一种角度和/或距离测量装置，包括：
能转动的臂架，其具有动力传输轴；
安装在臂架上的第一回转旋转电位器和第二回转旋转电位器；
安装在动力传输轴上的动力传动齿轮；以及
电位器传动齿轮机构，包括用来控制第一回转旋转电位器的第一电位器传动齿轮和用来控制第二回转旋转电位器的第二电位器传动齿轮，
其中，所述动力传动齿轮在同一时间只与第一和第二电位器传动齿轮中的一个相互啮合。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动力传动齿轮构造成一个仅在一半圆周上具有齿的齿轮。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动力传动齿轮包括固定在同一轴上的两个上、下布置的半片齿轮。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述动力传动齿轮的上半片齿轮与所述第一电位器传动齿轮位于同一平面，所述动力传动齿轮的下半片齿轮与所述第二电位器传动齿轮位于同一平面。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述两个半片齿轮的朝向相同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与第一和第二回转旋转电位器相连的处理仪器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理仪器包括用来接收来自电位器的电信号的接收模块、用来将电信号转换为数字信号的转换模块，以及用来对数字信号进行比较和运算的比较运算模块。
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Publications (1)
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| CN201220461321.8U Expired - Lifetime CN202747996U (zh) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | 角度和/或距离测量装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105627903A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-01 | 北京天诚同创电气有限公司 | 位移/角度测量装置及方法 |
| CN107076829A (zh) * | 2014-10-27 | 2017-08-18 | 高通股份有限公司 | 用于确定无线地连接的电子装置之间的距离或角度的方法 |
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2012
- 2012-09-11 CN CN201220461321.8U patent/CN202747996U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN105627903A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-01 | 北京天诚同创电气有限公司 | 位移/角度测量装置及方法 |
| CN105627903B (zh) * | 2016-03-16 | 2019-08-30 | 北京天诚同创电气有限公司 | 位移/角度测量装置及方法 |
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