CN207730178U - 带间隙补偿功能的位移检测装置以及自动化生产线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及位移检测领域，提供了一种带间隙补偿功能的位移检测装置，包括连接轴、齿轮组件、齿条以及编码器，编码器安设于连接轴的另一端，齿轮组件包括第一齿轮，第二齿轮以及连接件；第一齿轮与所述第二齿轮大小相等，第一齿轮的面与第二齿轮的面正对设置，且所述第二齿轮安装在所述第一齿轮上，所述第一齿轮与所述第二齿轮均与所述齿条啮合。本实用新型的一种带间隙补偿功能的位移检测装置通过使同一齿条中的第一齿轮和第二齿轮同步转动并互相牵制，从而在行程过程中自动消除齿间隙对检测精度的影响。自动化生产线包括上述的检测装置，可在行程过程中自动消除齿轮与齿条间的间隙，再利用编码器来测量车体移动的位移，使得测量更加地精准。
Description
技术领域
本实用新型涉及位移检测领域，具体为一种带间隙补偿功能的位移检测装置以及自动化生产线。
背景技术
在自动化生产线上，直线位移(位置)检测装置用于检测工件和执行元件的移动行程和位置，检测装置的精度和可靠性是生产线实现自动控制的基础。由编码器和齿轮齿条机构组合而成的直线位移传感器是一种常用的直线位移检测装置。其工作原理是通过齿轮齿条机构将直线运动转换成旋转运动，再利用编码器检测旋转的圈数和角度，利用旋转运动和直线运动的换算关系得到位移和位置，这种装置适合长行程的位移(位置)检测。
目前从整套检测装置看光电编码器的分辨精度很高，而齿轮齿条将直线运动转化为旋转运动的精度较低，成为影响整套检测装置精度的短板。影响齿轮齿条转化精度的一个重要因素是齿轮齿条间存在齿间隙，齿间隙在不同的运动状态下是变化的，从而影响转换精度，最终影响检测精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带间隙补偿功能的位移检测装置以及自动化生产线，通过使同一齿条中的第一齿轮和第二齿轮同步转动并互相牵制，从而消除齿间隙对检测精度的影响。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种带间隙补偿功能的位移检测装置，包括连接轴、固定安设于所述连接轴一端的齿轮组件、与所述齿轮组件啮合的齿条以及用于测量记录的编码器，所述编码器安设于所述连接轴的另一端，所述齿轮组件包括第一齿轮，第二齿轮，以及用于连接所述第一齿轮与所述第二齿轮的连接件；所述第一齿轮与所述第二齿轮大小相等，所述第一齿轮的面与所述第二齿轮的面正对设置，且所述第二齿轮安装在所述第一齿轮上，所述第一齿轮固定安设于所述连接轴远离所述编码器的一端；所述第一齿轮与所述第二齿轮均与所述齿条啮合。
进一步，所述连接件包括垂直安设于所述第一齿轮的面上的第一连接轴以及垂直安设于所述第二齿轮的面上的第二连接轴，所述第一齿轮以及所述第二齿轮均具有供所述第一连接轴穿出的通孔，所述第一连接轴与所述第二连接轴之间安设有弹簧。
进一步，所述第一连接轴远离所述第一齿轮的一端与所述第二连接轴远离所述第二齿轮的一端平齐，且分别与所述弹簧的两端连接。
进一步，所述连接件有两套，且两套所述连接件以所述第一齿轮的圆心对称。
进一步，还包括偏心套，所述偏心套的外环的轴线与所述偏心套的内环的轴线偏离，所述偏心套套设在所述连接轴上，所述偏心套位于所述齿轮组件与所述编码器之间。
进一步，于所述偏心套靠近所述内环处法兰面设有若干定位螺孔。
进一步，于所述偏心套靠近所述外环处法兰面设有若干刻度孔，各所述刻度孔沿所述偏心套的边沿均匀分布。
进一步，所述偏心套上设有供驱使该偏心套旋转的机构卡入的若干卡孔，各所述卡孔沿所述偏心套的圆周方向均匀分布于所述偏心套的法兰面上。
本实用新型实施例提供另一种技术方案：一种自动化生产线，包括车体，还包括上述的带间隙补偿功能的位移检测装置，所述偏心套安设于所述车体上。
进一步，还包括供所述车体移动的轨道，所述齿条沿所述轨道的长度方向延伸。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、通过使同一齿条中的第一齿轮和第二齿轮同步转动并互相牵制，从而在行程过程中自动消除齿间隙对检测精度的影响。
2、通过弹簧来连接第一齿轮和第二齿轮，能通过弹簧的张紧来实现牵制。
3、通过偏心调整进一步加强本位移检测装置的调整方式。
4、采用了上述的检测装置，可在行程过程中自动消除齿轮与齿条间的间隙，再利用编码器来测量车体移动的位移，使得测量更加地精准。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种带间隙补偿功能的位移检测装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种带间隙补偿功能的位移检测装置的齿轮组件与齿条啮合的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种带间隙补偿功能的位移检测装置的偏心套的结构示意图；
附图标记中：1-连接轴；2-齿轮组件；20-第一齿轮；21-第二齿轮；22-第一连接轴；23-第二连接轴；24-弹簧；3-齿条；4-编码器；5-偏心套；50-内环；51-外环；6-定位螺孔；7-刻度孔；8-卡孔。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供一种带间隙补偿功能的位移检测装置，包括连接轴1、固定安设于所述连接轴1一端的齿轮组件2、与所述齿轮组件2啮合的齿条3以及用于测量记录的编码器4，其中，编码器4安设于所述连接轴1的另一端，记录旋转的圈数和角度，利用旋转运动和直线运动的换算关系得到位移和位置。所述齿轮组件2包括第一齿轮20，第二齿轮21，以及用于连接所述第一齿轮20与所述第二齿轮21的连接件，所述第一齿轮20与所述第二齿轮21大小相等，所述第一齿轮20的面与所述第二齿轮21的面正对设置，且所述第二齿轮21安装在所述第一齿轮20上，所述第一齿轮20固定安设于所述连接轴1远离所述编码器4的一端；所述第一齿轮20与所述第二齿轮21均与所述齿条3啮合，该连接件能够让第一齿轮20和第二齿轮21同步转动并互相牵制，从而消除齿间隙对检测精度的影响。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图1和图2，连接件包括垂直安设于所述第一齿轮20的面上的第一连接轴221以及垂直安设于所述第二齿轮21的面上的第二连接轴231，所述第一齿轮20以及所述第二齿轮21均具有供所述第一连接轴221穿出的通孔，所述第一连接轴221与所述第二连接轴231之间安设有弹簧24。通过弹簧24的张紧来实现两个齿轮之间的弹性牵制，该弹簧24为拉簧。采用一根轴连接也是可行的。优选的，第一连接轴221远离所述第一齿轮20的一端与所述第二连接轴231远离所述第二齿轮21的一端平齐，且分别与所述弹簧24的两端连接。
进一步优化上述方案，请参阅图2，上述的连接件有两套，它们以第一齿轮20的圆心对称。可更好地连接第一齿轮20和第二齿轮21。
作为本实用新型实施例的优化方案，请参阅图3，本装置还包括偏心套5，所述偏心套5的外环51的轴线与所述偏心套5的内环50的轴线偏离，所述偏心套5套设在所述连接轴1上，所述偏心套5位于所述齿轮组件2与所述编码器4之间。在实际操作中，偏离的距离可以根据实际情况进行调整，若需要精度较高，可将此偏离距离设制的小一些，通过更大程度的旋转偏心套5来得到需要的偏离距离，例如偏心距离e可以为7mm。当需要调整齿轮中心与齿条3之间的距离时，转动偏心套5，由于具有偏心距，因此偏心套5会带动安设于其内的连接轴1在竖直方向上移动，从而带动连接轴1另一端的齿轮在竖直方向上移动，从而调整与齿条3的啮合程度。本装置的齿轮组件2能够在行进过程中自动调整啮合程度，偏心套5能够在工作前进行调整。
进一步优化上述方案，请参阅图3，于偏心套5靠近所述内环50处法兰面设有若干定位螺孔6。优选的，可以设4个定位螺孔6，该定位螺孔6用于偏心套5的定位。在此定位螺孔6处能够通过螺钉使偏心套5与车身可拆卸连接。
进一步优化上述方案，请参阅图3，于所述偏心套5靠近所述外环51处法兰面设有若干刻度孔7，各所述刻度孔7沿所述偏心套5的边沿均匀分布。设这些刻度孔7，可使旋转偏心套5时有一个具体的旋转度数，相邻的刻度孔7之间的距离时一定的，它对应着能够偏心的距离，也就对应着连接轴1移动的距离，进而对应着齿轮移动的距离。
进一步优化上述方案，请参阅图3，偏心套5上设有供驱使该偏心套5旋转的机构卡入的若干卡孔8，各所述卡孔8沿所述偏心套5的圆周方向均匀分布于所述偏心套5的法兰面上。这些卡孔8是供外部驱动机构卡入的孔，当需要旋转该偏心套5时，采用驱动机构卡入这些卡孔8，然后方便工作人员旋转偏心套5。该驱动机构可以是卡爪或扳手。
本实用新型实施例提供一种自动化生产线，它包括有车体以及上述的带偏心调整功能的位移检测装置，通过带偏心调整功能的位移检测装置来检测车体的行走距离，不用工作人员人工测量，避免了测量不精准且浪费劳动力的缺陷。由于本带偏心调整功能的位移检测装置具有距离调整组件，因此，能够在测量之前就事先调整好齿轮与齿条3的啮合程度，保证齿轮和齿条3之间的中心距，可克服现场安装时齿轮和齿条3的中心间距常会有较大偏差的问题，使得测量精准。
作为本实用新型实施例的优化方案，本自动化生产线还包括供车体移动的轨道，上述的齿条3沿该轨道的长度方向延伸，齿条3与轨道平行。使得齿轮能够与小车同步运动。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种带间隙补偿功能的位移检测装置，包括连接轴、固定安设于所述连接轴一端的齿轮组件、与所述齿轮组件啮合的齿条以及用于测量记录的编码器，所述编码器安设于所述连接轴的另一端，其特征在于：所述齿轮组件包括第一齿轮，第二齿轮，以及用于连接所述第一齿轮与所述第二齿轮的连接件；所述第一齿轮与所述第二齿轮大小相等，所述第一齿轮的面与所述第二齿轮的面正对设置，且所述第二齿轮安装在所述第一齿轮上，所述第一齿轮固定安设于所述连接轴远离所述编码器的一端；所述第一齿轮与所述第二齿轮均与所述齿条啮合。
2.如权利要求1所述的一种带间隙补偿功能的位移检测装置，其特征在于：所述连接件包括垂直安设于所述第一齿轮的面上的第一连接轴以及垂直安设于所述第二齿轮的面上的第二连接轴，所述第一齿轮以及所述第二齿轮均具有供所述第一连接轴穿出的通孔，所述第一连接轴与所述第二连接轴之间安设有弹簧。
3.如权利要求2所述的一种带间隙补偿功能的位移检测装置，其特征在于：所述第一连接轴远离所述第一齿轮的一端与所述第二连接轴远离所述第二齿轮的一端平齐，且分别与所述弹簧的两端连接。
4.如权利要求1所述的一种带间隙补偿功能的位移检测装置，其特征在于：所述连接件有两套，且两套所述连接件以所述第一齿轮的圆心对称。
5.如权利要求1所述的一种带间隙补偿功能的位移检测装置，其特征在于：还包括偏心套，所述偏心套的外环的轴线与所述偏心套的内环的轴线偏离，所述偏心套套设在所述连接轴上，所述偏心套位于所述齿轮组件与所述编码器之间。
6.如权利要求5所述的一种带间隙补偿功能的位移检测装置，其特征在于：于所述偏心套靠近所述内环处法兰面设有若干定位螺孔。
7.如权利要求5所述的一种带间隙补偿功能的位移检测装置，其特征在于：于所述偏心套靠近所述外环处法兰面设有若干刻度孔，各所述刻度孔沿所述偏心套的边沿均匀分布。
8.如权利要求5所述的一种带间隙补偿功能的位移检测装置，其特征在于：所述偏心套上设有供驱使该偏心套旋转的机构卡入的若干卡孔，各所述卡孔沿所述偏心套的圆周方向均匀分布于所述偏心套的法兰面上。
9.一种自动化生产线，包括车体，其特征在于：还包括如权利要求5-8任一所述的带间隙补偿功能的位移检测装置，所述偏心套安设于所述车体上。
10.如权利要求9所述的一种自动化生产线，其特征在于：还包括供所述车体移动的轨道，所述齿条沿所述轨道的长度方向延伸。
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| CN201721635815.2U CN207730178U (zh) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 带间隙补偿功能的位移检测装置以及自动化生产线 |
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| CN114858202A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-05 | 闽江学院 | 消除自动测量设备中机械传动间隙对测量速度影响的方法 |
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| CN114858202B (zh) * | 2022-06-07 | 2023-09-01 | 闽江学院 | 消除自动测量设备中机械传动间隙对测量速度影响的方法 |
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