CN212058811U - 一种多输出行程限位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多输出行程限位器，所述多输出行程限位器包括驱动齿轮以及限位器本体，所述限位器本体包括第一传感器、凸轮组、第二传感器、传动蜗杆、第一齿轮组、第二齿轮组以及第三齿轮组；所述驱动齿轮与传动蜗杆的一端转动连接，所述第一传感器、第二传感器、凸轮组分别对应通过第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组与所述传动蜗杆传动连接；所述第一传感器与第二传感器的转动方向一致，所述凸轮组的转动方向与第二传感器的转动方向相反。本实用新型的多输出行程限位器不仅提高了装置的测试精度，还提高了传感器的可靠性。

Description

一种多输出行程限位器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是一种多输出行程限位器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能够感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按照一定的规律变换成为电信号或者其他所需形式的信息输出，以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，尤其是近年来，伴随着传感器的快速发展，其已广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

行程限位器作为一种较为常用的传感器，目前，其测量的角度因为传感器和机械传动的原因，测量精度较低、可靠性较差，产生的主要原因有：(1)存在齿轮机械传动误差，从大齿轮到传感器一共经过至少3级传动：大齿轮带动驱动齿轮、驱动齿轮带动蜗杆、蜗杆带动齿轮组转动、齿轮组带动传感器转动，由于齿轮之间的加工精度和齿轮间隙必定会给传感器测量带来一定的误差；(2)传感器精度差，目前的行程限位器中的电位计或霍尔位置传感器，输出的是0-10V或4-20mA模拟量信号，以附图5应用示意图中的大齿轮齿数是180，驱动齿轮齿数是10，齿轮的变比为160:1为例，当大齿轮转360°时，传感器转18圈，即全部量程的18/160＝11.25％，对于0-10V的传感器对应电压变化为1.125V，对于4-20mA的传感器电流变化为1.8mA。计算得到0-10V传感器大齿轮每度对应的电压值是1.125/360＝0.003125V/°，4-20mA传感器，大齿轮每度对应的电压值是1.8/360＝0.005mA/°，如此小的电压和电流控制器很难精确分辨；此外还有传感器的精度、电气回路的电磁干扰，控制器的分辨率和精度等因素，基于以上几个原因可知目前的行程限位器模拟量测量的综合测量误差比较大，以上面的齿轮为例误差通常在±20°左右，综上现有的行程限位器测量精度以及可靠性均有待提高。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，提高传感器的测量精度以及可靠性，本实用新型提供一种多输出行程限位器。

本实用新型提供一种多输出行程限位器，包括驱动齿轮、限位器本体，所述限位器本体包括第一传感器、凸轮组、第二传感器、传动蜗杆、第一齿轮组、第二齿轮组以及第三齿轮组；所述驱动齿轮与传动蜗杆的一端转动连接，所述第一传感器、第二传感器、凸轮组分别对应通过所述第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组与传动蜗杆传动连接；所述第一传感器与第二传感器的转动方向一致，所述凸轮组的转动方向与第二传感器的转动方向相反；所述第一齿轮组包括主动圆锥齿轮、从动圆锥齿轮，所述主动圆锥齿轮套设在传动蜗杆上，所述第一传感器的底部设置有连接轴，所述从动圆锥齿轮安装在连接轴上，所述主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合；所述第二齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮；所述第一齿轮与传动蜗杆转动连接，并且第一齿轮与第二齿轮一体设置，所述第三齿轮用于带动第二传感器旋转；所述第三齿轮组包括第四齿轮、第五齿轮，所述第五齿轮与第二齿轮传动连接，并且第五齿轮与第四齿轮一体设置，所述第四齿轮用于带动所述凸轮组旋转，并且第四齿轮与第三齿轮啮合。

上述一种多输出行程限位器，所述驱动齿轮与传动蜗杆连接处设置有固定件。

上述一种多输出行程限位器，所述多输出行程限位器还包括编码器，所述编码器通过联轴器与传动蜗杆转动连接。

上述一种多输出行程限位器，所述限位器本体包括一侧开口的盒体，所述第一传感器、凸轮组、第二传感器、传动蜗杆、第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组均设置在所述盒体内，所述盒体上设置有盒体盖，所述盒体与盒体盖形成封闭空间，所述编码器位于所述封闭空间之外。

上述一种多输出行程限位器，所述盒体的四个顶角处均设有用于安装所述限位器本体的固定销。

上述一种多输出行程限位器，所述凸轮组设置有4个尖凸轮，并且凸轮组上安装有4个微动开关。

上述一种多输出行程限位器，所述多输出行程限位器还涉及相关的多输出行程限位系统，具体包括电源、控制器以及所述的多输出行程限位器，所述电源为控制器供电，所述控制器包括模拟量输入模块、数字量输入模块以及编码器数据输入模块，所述模拟量输入模块连接所述第一传感器以及第二传感器的输出端，所述数字量输入模块连接凸轮组的输出端，所述编码器数据输入模块连接编码器的输出端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益性技术效果：

1)精度高：本实用新型比普通的行程限位传感器多了1个传感器，即包括第一传感器以及第二传感器，是一种多输出行程限位器，两个第一传感器以及第二传感器输出2个模拟量，与现有1个模拟量输出的方案对比，提高传感器的精度和可靠性；

2)可靠性高：本实用新型中的任意1个传感器故障，另一个还能正常测量，即当第一传感器故障时，第二传感器还能反馈位置，提高传感器的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型多输出行程限位器的外部整体示意图；

图2为本实用新型多输出行程限位器的带盒体具体结构示意图；

图3为本实用新型多输出行程限位器的去盒体具体结构示意图；

图4为本实用新型多输出行程限位系统的示意图；

图5为本实用新型多输出行程限位器的应用示意图。

图中1.驱动齿轮，2.限位器本体，3.编码器，4.固定件，5.盒体，6.盒体盖，7.第一传感器，8.凸轮组，9.第二传感器，10.联轴器，11.传动蜗杆，12.主动圆锥齿轮，13.从动圆锥齿轮，14.第四齿轮，15.第五齿轮，16.第三齿轮，17.第一齿轮，18.第二齿轮，19.凸轮转杆。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

结合附图1-3所示，一种多输出行程限位器，包括驱动齿轮1、限位器本体2以及编码器3，所述限位器本体2包括盒体5、第一传感器7、凸轮组8、第二传感器9、传动蜗杆11以及第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组，所述盒体5上设置有盒体盖6，并且所述盒体5的四顶角处均设有固定销，所述固定销用于安装限位器本体2，所述第一传感器7、凸轮组8、第二传感器9、传动蜗杆11、第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组均置于盒体5的内部；所述驱动齿轮1、编码器3分别安装于传动蜗杆11的两端，所述驱动齿轮1与传动蜗杆11的端部转动连接，并且所述驱动齿轮1与传动蜗杆11连接处设置有固定件4，所述编码器3通过联轴器10安装在传动蜗杆11的另一端，所述传动蜗杆11上套有主动圆锥齿轮12，所述第一传感器7的底部设置有转轴，并且转轴上安装有从动圆锥齿轮13，所述主动圆锥齿轮12与从动圆锥齿轮13相啮合，所述主动圆锥齿轮12与从动圆锥齿轮13构成第一齿轮组；所述凸轮组8设置有4个尖凸轮，并且凸轮组8上还安装有4个微动开关，所述凸轮组8的底部安装设有上凸轮转杆19，所述第三齿轮组包括第五齿轮15、第四齿轮14，所述第二齿轮组包括第三齿轮16、第一齿轮17、第二齿轮18，所述凸轮转杆19上安装有第五齿轮15以及第四齿轮14，所述第二传感器9的底部安装连接有向上纵向的转轴，所述转轴上安装有第三齿轮16、第二齿轮18以及第一齿轮17；所述第一齿轮17与传动蜗杆11转动连接，并且第一齿轮17与第二齿轮18一体设置，所述第三齿轮16用于带动所述第二传感器9旋转，所述第五齿轮15与第二齿轮18传动连接，并且第五齿轮15与第四齿轮14一体设置；所述第四齿轮14用于带动凸轮组8旋转，并且第四齿轮14与第三齿轮16啮合，从而带动第二传感器9朝着与凸轮转杆19旋转方向相反的方向旋转；所述第一传感器7、第二传感器9通过第一齿轮组、第二齿轮组与传动蜗杆11相连动而输出一定的变速比。

本实施例比普通的行程限位传感器多了1个传感器，即包括第一传感器以及第二传感器，是一种多输出行程限位器，第一传感器以及第二传感器输出2个模拟量，与现有1个模拟量输出的方案对比，提高传感器的精度和可靠性；此外，任意1个传感器故障，另一个还能正常测量，即当第一传感器故障时，第二传感器还能反馈位置，进一步提高传感器的可靠性。

结合附图4所示，所述多输出行程限位器还涉及相关的多输出行程限位系统，所述多输出行程限位系统包括电源、控制器以及多输出行程限位器，所述电源为控制器供电，所述控制器包括模拟量输入模块、数字量输入模块以及编码器数据输入模块，所述模拟量输入模块连接所述第一传感器7以及第二传感器9的输出端，所述数字量输入模块连接所述凸轮组8的输出端，所述编码器数据输入模块连接所述编码器3的输出端。

本实用新型的具体操作时，所述第一传感器7可以为传动比4:1的电位计或者霍尔位置传感器，所述第二传感器9可以为传动比为160:1的电位计或者霍尔位置传感器；所述编码器3为标准的轴形夹紧法兰编码器，编码器的安装接口可以预留；所述凸轮组8可以设置有4个尖凸轮，并且可以安装有4个微动开关；第一传感器7和第二传感器9的转轴与传动蜗杆11的转动方向一致。

结合附图5所示的应用场景，简述上述多输出行程限位系统的工作原理：控制器同时控制读取传动比4:1第一传感器7和传动比160:1第二传感器9的数据，第二传感器9输出的数据与常规传感器的数值一样，精度在±20°左右，通过第二传感器9的数据可以计算出第一传感器转过的圈数；利用比普通的行程限位传感器多了传动比4:1的第一传感器7以及一个备用旋转编码器的接口，是一种多输出行程限位器，并且所述第一传感器7和第二传感器9的组合，既保证了测量数据的精度，又保证了数据的可靠性。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多输出行程限位器，包括驱动齿轮(1)以及限位器本体(2)，其特征在于：所述限位器本体(2)包括第一传感器(7)、凸轮组(8)、第二传感器(9)、传动蜗杆(11)、第一齿轮组、第二齿轮组以及第三齿轮组；所述驱动齿轮(1)与传动蜗杆(11)的一端转动连接，所述第一传感器(7)、第二传感器(9)以及凸轮组(8)分别对应通过所述第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组与传动蜗杆(11)传动连接；所述第一传感器(7)的转动方向与第二传感器(9)的转动方向一致，所述凸轮组(8)的转动方向与所述第二传感器(9)的转动方向相反；所述第一齿轮组包括主动圆锥齿轮(12)、从动圆锥齿轮(13)，所述主动圆锥齿轮(12)套装在传动蜗杆(11)上，所述第一传感器(7)的底部设置有连接轴，所述从动圆锥齿轮(13)安装在连接轴上，所述主动圆锥齿轮(12)与从动圆锥齿轮(13)啮合；所述第二齿轮组包括第一齿轮(17)、第二齿轮(18)以及第三齿轮(16)，所述第一齿轮(17)与传动蜗杆(11)转动连接，并且第一齿轮(17)与第二齿轮(18)一体设置；所述第三齿轮组包括第四齿轮(14)、第五齿轮(15)，所述第五齿轮(15)与第二齿轮(18)传动连接，并且第五齿轮(15)与第四齿轮(14)一体设置，所述第四齿轮(14)与第三齿轮(16)啮合。

2.根据权利要求1所述的多输出行程限位器，其特征在于，所述驱动齿轮(1)与传动蜗杆(11)连接处设置有固定件(4)。

3.根据权利要求1所述的多输出行程限位器，其特征在于，所述多输出行程限位器还包括编码器(3)，所述编码器(3)通过联轴器(10)与传动蜗杆(11)转动连接。

4.根据权利要求3所述的多输出行程限位器，其特征在于，所述限位器本体(2)包括一侧开口的盒体(5)，所述第一传感器(7)、凸轮组(8)、第二传感器(9)、传动蜗杆(11)、第一齿轮组、第二齿轮组以及第三齿轮组均设置在盒体(5)内，所述盒体(5)上设置有盒体盖(6)，所述盒体(5) 与盒体盖(6)形成封闭空间，所述编码器(3)位于所述封闭空间之外。

5.根据权利要求4所述的多输出行程限位器，其特征在于，所述盒体(5)的四个顶角处均设有用于安装限位器本体(2)的固定销。

6.根据权利要求1所述的多输出行程限位器，其特征在于，所述凸轮组(8)设置有4个尖凸轮，并且凸轮组(8)上还安装有4个微动开关。

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