CN212227973U - 油缸位移传感器、液压油缸、支腿调平装置、工程机械及液压机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油缸位移传感器，包括霍尔传感器线路板、底座、第一滑轮、第二滑轮、磁铁环、转轴和小磁铁，转轴可转动地设置于底座上，所述第一滑轮、第二滑轮、磁铁环分别套设于转轴上，且第一滑轮和第二滑轮分别位于磁铁环的两侧，并抵靠磁铁环设置，底座的至少一端外侧设置有霍尔传感器线路板，转轴上与霍尔传感器线路板相邻的一端安装有小磁铁，霍尔传感器线路板与小磁铁有间隔地设置，霍尔传感器线路板上设有霍尔传感器，利用霍尔传感器读取小磁铁变化的磁感应角度，进而输出感应电信号，从而检测出活塞杆与液压油缸缸筒的直线位移，具有检测精度高，装置体积小的优点。其还公开一种液压油缸、支腿调平装置、工程机械及液压机器人。

Description

油缸位移传感器、液压油缸、支腿调平装置、工程机械及液压 机器人

技术领域

本实用新型涉及液压油缸技术领域，特别是涉及一种油缸位移传感器、液压油缸、支腿调平装置、工程机械及液压机器人。

背景技术

液压油缸普遍应用于工程机械、工程车辆中，普通的液压油缸无法检测到活塞杆伸出的长度，更加无法精确控制油缸的活塞杆所伸出的长度。当需要伸缩调整时，通常依靠人工观察、调整，操作人员劳动强度大，且伸出精度比较低。随着工程机械、工程车辆智能化程度的提高，精确检测、并精确控制活塞杆的伸出长度的液压油缸的需求日益增加。

实用新型专利ZL92241831.4公开了一种磁同步液压油缸位移传感器，该磁同步油缸位移传感器由磁力钢轮、光电耦合器、接近开关组成，磁力钢轮与光滑的活塞杆如同机械传动的齿轮、齿条一样动作，它利用磁力结合光电耦合技术，通过将活塞杆的直线运动转变为圆周运动，在不改变油缸结构的情况下，能够得到油缸位移量。但是上述磁同步液压油缸位移传感器依靠光电耦合技术，存在活塞杆伸出长度检测精度不高和装置体积较大的缺陷。

故此，如何研发一种检测精度高、装置体积适中的油缸位移传感器及包括该油缸位移传感器的液压油缸、支腿调平装置、工程机械及液压机器人，成了本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种油缸位移传感器、液压油缸、工程机械及液压机器人，通过磁铁环吸附油缸的活塞杆，活塞杆直线运动时带动磁铁环、第一滑轮和/或第二滑轮旋转，进而实现转轴带动小磁铁旋转，利用霍尔传感器读取小磁铁的磁感应旋转角度，进而输出感应电信号，从而检测出活塞杆与液压油缸缸筒的直线位移，具有检测精度高，装置体积小的优点。

一方面，本实用新型提供了一种油缸位移传感器，包括霍尔传感器线路板、底座、

第一滑轮、第二滑轮、磁铁环、转轴和小磁铁，所述转轴可转动地设置于底座上，所述第一滑轮、第二滑轮、磁铁环分别套设于转轴上，且所述第一滑轮和第二滑轮分别位于磁铁环的两侧，并抵靠所述磁铁环设置，所述底座的至少一端外侧设置有霍尔传感器线路板，所述转轴上与霍尔传感器线路板相邻的一端安装有小磁铁，所述霍尔传感器线路板与所述小磁铁有间隔地设置，所述霍尔传感器线路板上设有霍尔传感器。

进一步地，所述油缸位移传感器还包括套设于转轴上的第一挡片和第二挡片，所述第一挡片安装于第一滑轮和底座的一端内侧之间，所述第二挡片安装于第二滑轮和底座的另一端内侧之间。

进一步地，所述底座包括第一端板、第二端板和连接板，所述第一端板和第二端板垂直于转轴相对设置，所述连接板固定设置于第一端板和第二端板之间，所述第一滑轮、第二滑轮、磁铁环、第一挡片和第二挡片均与连接板有间隔地设置，所述转轴一端穿过第一端板设置，其另一端穿过第二端板设置。

进一步地，所述油缸位移传感器还包括第一轴承和第二轴承，所述第一端板上设置有用于安装第一轴承的第一安装口，所述第二端板上设置有用于安装第二轴承的第二安装口，所述转轴的两端分别穿过第一轴承和第二轴承设置。

进一步地，所述转轴上与霍尔传感器线路板相邻的一端沿轴向开设有安装孔，所述小磁铁固定于所述安装孔内，且其靠近霍尔传感器线路板的一端伸出安装孔设置。

另一方面，本实用新型还提供一种液压油缸，包括缸筒、活塞杆和活塞，所述活塞杆可滑动地设置于所述缸筒内，所述活塞固定于缸筒内活塞杆的一端，所述液压油缸上设置有其上任一项所述的油缸位移传感器，所述油缸位移传感器通过磁铁环吸附活塞杆，所述第一滑轮和/或第二滑轮靠设于活塞杆上，所述油缸位移传感器通过底座与液压油缸的缸筒固定连接

进一步地，所述底座通过卡箍固定于缸筒上；

或，所述液压油缸上还设置有支架，所述支架与缸筒固定连接，所述底座可转动地设置于支架的上方。

再一方面，本实用新型还提供一种支腿调平装置，包括控制器、水平仪和若干个伸缩支腿，若干个所述伸缩支腿通过支腿架连接为一个整体，每个所述伸缩支腿上均安装有用于控制伸缩支腿伸缩的液压油缸，所述控制器分别与水平仪和液压油缸电连接，所述液压油缸为其上所述的液压油缸，或所述液压油缸上设置其上任一项所述的油缸位移传感器，所述控制器与油缸位移传感器电连接。

又一方面，本实用新型还提供一种工程机械，包括其上所述的液压油缸，或包括其上所述的支腿调平装置。

最后，本实用新型还提供一种液压机器人，包括机器人本体、执行机构和液压油缸，所述液压油缸设置于机器本体和执行机构之间，所述液压油缸上还设有其上任一项所述的油缸位移传感器，或所述液压油缸为其上所述的液压油缸。

本实用新型提供的油缸位移传感器、液压油缸、支腿调平装置、工程机械及液压机器人，当活塞杆做直线运动时，由于磁铁环吸附活塞杆，第一滑轮和/或第二滑轮靠设于活塞杆上，活塞杆带动第一滑轮和/或第二滑轮转动，进而实现转轴转动，从而带动小磁铁通过轴心旋转，导致小磁铁与霍尔传感器线路板形成相对位移，霍尔传感器检测到小磁铁变化的磁场角度后感应产生变化的电信号，从而检测出活塞杆与液压油缸缸筒的直线位移，具有检测精度高，装置体积小的优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的油缸位移传感器的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为图2的左视图；

图4为本实用新型一实施例提供的液压油缸的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的支腿调平装置的结构示意图。

其中：1-霍尔传感器线路板、2-底座、3-第一滑轮、4-第二滑轮、5-磁铁环、6-转轴、7-支架、8-第一挡片、9-第二挡片、10-第一轴承、11-第二轴承、12-螺钉、13-缸筒、14-活塞杆、15-油缸座、21-第一端板、22-第二端板、23-连接板、61-小磁铁、71-第一侧板、72-第二侧板、73-立板、74-第一销轴、75-第二销轴、81-水平支腿、82-垂直支腿、83-支腿架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型中，使用的方位如“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“顶”、“底”“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系均以图2所示的视图为基准。术语“第一”、“第二”主要用于区分不同的部件，但不对部件进行具体限制。

如图1至图3所示，一种油缸位移传感器，包括霍尔传感器线路板1、底座2、第一滑轮3、第二滑轮4、磁铁环5、转轴6和小磁铁61，霍尔传感器线路板1上设有霍尔传感器，第一滑轮3和第二滑轮4的直径不小于磁铁环5的外径，优选地，霍尔传感器线路板1上霍尔传感器的数量为一个或多个，采用一个霍尔传感器即可实现位移的测量，采用多个霍尔传感器，用于冗余备份，以提高传感器的可靠性与测量精度，上述磁铁环5用于吸附液压油缸的活塞杆，小磁铁61用于产生磁场角度变化使霍尔传感器感应出不同大小的电信号，霍尔传感器线路板1用于产生感应的电信号，霍尔传感器用于检测磁场角度的变化，进而输出感应电信号，其中，转轴6可转动地设置于底座2上，第一滑轮3、第二滑轮4、磁铁环5分别套设于转轴6上，可跟随转轴6一起转动，且第一滑轮3和第二滑轮4分别位于磁铁环5的两侧，并抵靠该磁铁环5设置，底座2的一端设置有霍尔传感器线路板1，小磁铁61即设置于转轴6上与霍尔传感器线路板1相邻的一端上，该霍尔传感器线路板1与小磁铁61不接触有间隔地设置，该水平间隔距离优选为2.2cm。需要说明的是，本实用新型中，底座2的两端均可设置有霍尔传感器线路板1，其中一端霍尔传感器线路板1的用于冗余备份，以提高传感器的可靠性与测量精度，此时，转轴6上的两一端上均安装有小磁铁61。优选地，第一滑轮3和第二滑轮4规格相同。通过上述设置，当上述油缸位移传感器用于液压油缸时，鉴于磁铁环5会吸附液压油缸的活塞杆，第一滑轮3和/或第二滑轮4靠设于活塞杆14上，且油缸位移传感器通过底座2与液压油缸的缸筒13固定连接，当活塞杆14做直线运动时，带动磁铁环5、第一滑轮3和/或第二滑轮4转动，进而实现转轴6和小磁铁61通过轴心旋转，从而小磁铁61与霍尔传感器线路板1形成相对位移，霍尔传感器检测到小磁铁61变化的磁场角度后感应产生变化的电信号，从而检测出活塞杆14与液压油缸缸筒13的直线位移，具有检测精度高，装置体积小的优点。需要说明的是，转轴6优选采用铜材料或铝材料制作。

在进一步地技术方案中，底座2包括第一端板21、第二端板22和连接板23，第一端板21和第二端板22垂直于转轴相对设置，连接板23优选垂直固定设置于第一端板21和第二端板22同一端部之间，第一滑轮3、第二滑轮4、磁铁环5均与连接板23有间隔地设置，该底座2优选为半框型结构且一体成型，转轴6一端穿过第一端板21设置，其另一端穿过第二端板22设置。

同时，如图1和图2所示，油缸位移传感器还包括第一轴承10、第二轴承11、第一挡片8和第二挡片9，第一端板21上设置有用于安装第一轴承10的第一安装口，第二端板22上设置有用于安装第二轴承11的第二安装口，转轴6的两端分别穿过第一轴承10和第二轴承11设置，第一挡片8安装于第一滑轮3和第一端板21之间，第二挡片9安装于第二滑轮4和第二端板22之间，第一挡片8和第二挡片9用于隔离磁铁环5的磁场对霍尔传感器的影响。优选地，磁铁环5套设于转轴6的中间处，第一挡片8、第一滑轮3以磁铁环5为中心分别与第二挡片9、第二滑轮4对称设置。

需要说明的是，本实用新型中霍尔传感器线路板1通过螺纹件与底座2固定连接。图1至图3所示的实施例中，该螺纹件为螺钉12，且螺钉12的数量为两个，霍尔传感器线路板1上设有两个螺纹通孔，第一端板21与两个螺纹通孔相对应的位置设置有两个螺纹盲孔，每个螺钉12分别通过对应的螺纹通孔和螺纹盲孔连接。需要说明的是，上述螺纹件并不局限于螺钉12，其数量亦不仅限于两个，其可根据实际需要具体设定。

此外，参见图2，转轴6上与霍尔传感器线路板1相邻的一端沿轴向开设有安装孔，小磁铁61固定于该安装孔内，且其靠近霍尔传感器线路板1的一端伸出安装孔设置。

作为本实用新型的优选实施例，上述油缸位移传感器还包括支架7，底座2可转动地设置于支架7的上方，该支架7包括第一侧板71、第二侧板72和立板73，第一侧板71和第二侧板72相对设置，且立板73固定设置于第一侧板71和第二侧板72的同一端，第一侧板71与第一端板21通过第一销轴74可转动地连接，第二侧板72与第二端板22通过第二销轴75可转动地连接。需要说明的是，第一侧板71、第二侧板72和立板73优选为一体成型，且第一侧板71和第二侧板72呈倒L型结构，第一销轴74和第二销轴75分别设置于L型结构的短边上。

同时，本实用新型还提供一种液压油缸，包括缸筒13、活塞杆14和活塞，该活塞杆14可滑动地设置于所述缸筒13内，活塞固定于缸筒13内活塞杆14的一端，该液压油缸设置有前述的油缸位移传感器，油缸位移传感器通过磁铁环5吸附活塞杆14，第一滑轮3和/或第二滑轮4优选垂直靠设于活塞杆14上，且油缸位移传感器通过底座2与液压油缸的缸筒13固定连接，当油缸位移传感器包括支架7时，具体地，油缸位移传感器通过支架7的立板73与缸筒13固定连接，当活塞杆14做直线运动时，带动磁铁环5、第一滑轮3和/或第二滑轮4转动，进而实现转轴6和小磁铁61通过轴心旋转，从而小磁铁61与霍尔传感器线路板1形成相对位移，霍尔传感器检测到小磁铁61变化的磁场角度后感应产生变化的电信号，从而检测出活塞杆14与液压油缸缸筒13的直线位移，具有检测精度高，装置体积小的优点；当前述油缸位移传感器不包括支架7时，底座2直接通过卡箍固定于缸筒13上。需要说明的是，在图4所示的实施例中，液压油缸还包括油缸座15，油缸座15固定套设于缸筒13上，此时，油缸位移传感器通过支架7的立板73与油缸座15固定连接，进而实现油缸位移传感器对活塞杆14直线位移的检测。

再一方面，本实用新型还提供一种支腿调平装置，包括控制器、水平仪和若干伸缩支腿，若干个伸缩支腿通过支腿架连接为一个整体，水平仪用于检测支腿架与水平面的偏角，即判断若干个伸缩支腿是否在同一水平面上，每个伸缩支腿上均安装有用于控制伸缩支腿伸缩的液压油缸，控制器分别与水平仪和液压油缸电连接，控制器用于接收水平仪发送的支腿架与水平面偏角信号，并根据该偏角信号控制伸缩支腿伸缩直至水平仪的偏角为零，该液压油缸为其上所述的液压油缸，或该液压油缸上设置有其上所述的油缸位移传感器，此时，控制器与油缸位移传感器电连接，控制器通过该油缸位移传感器可获得伸缩支腿的伸缩位移长度。需要说明的是，在图5所示的实施例中，该伸缩支腿的数量优选为四根，且每个伸缩支腿均包括水平支腿81和垂直支腿82，水平支腿81的一端与支腿架83连接，另一端与垂直支腿82连接，液压油缸即设置于垂直支腿82上，带动垂直支腿82上下伸缩。上述支腿调平装置中控制器通过油缸位移传感器可以准确获得伸缩支腿的位移变化量，精准调平。

又一方面，本实用新型还提供一种工程机械，包括其上所述的液压油缸或包括其上所述的支腿调平装置，该工程机械优选为混凝土泵车、挖掘机、消防车或盾构机，但不仅限于此。其混凝土泵车、挖掘机、消防车或盾构机的具体结构可参考现有及改进的技术，本文在此不进行赘述。包括上述液压油缸的工程机械显然具有具有活塞杆14位移检测精度高的优点，在此不做赘述。

最后，本实用新型还提供一种液压机器人，包括机器人本体、执行机构和液压油缸，液压油缸设置于机器本体和执行机构之间，该液压油缸上还设有权其上所述的油缸位移传感器，或该液压油缸为图3所述的液压油缸。包括上述油缸位移传感器或液压油缸的液压机器人显然具有具有活塞杆14位移检测精度高的优点，在此不做赘述。

以上所述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 (10)

1.油缸位移传感器，其特征在于，包括霍尔传感器线路板(1)、底座(2)、第一滑轮(3)、第二滑轮(4)、磁铁环(5)、转轴(6)和小磁铁(61)，所述转轴(6)可转动地设置于底座(2)上，所述第一滑轮(3)、第二滑轮(4)、磁铁环(5)分别套设于转轴(6)上，且所述第一滑轮(3)和第二滑轮(4)分别位于磁铁环(5)的两侧，并抵靠所述磁铁环(5)设置，所述底座(2)的至少一端外侧设置有霍尔传感器线路板(1)，所述转轴(6)上与霍尔传感器线路板(1)相邻的一端安装有小磁铁(61)，所述霍尔传感器线路板(1)与所述小磁铁(61)有间隔地设置，所述霍尔传感器线路板(1)上设有霍尔传感器。

2.根据权利要求1所述的油缸位移传感器，其特征在于，还包括套设于转轴(6)上的第一挡片(8)和第二挡片(9)，所述第一挡片(8)安装于第一滑轮(3)和底座(2)的一端内侧之间，所述第二挡片(9)安装于第二滑轮(4)和底座(2)的另一端内侧之间。

3.根据权利要求2所述的油缸位移传感器，其特征在于，所述底座(2)包括第一端板(21)、第二端板(22)和连接板(23)，所述第一端板(21)和第二端板(22)垂直于转轴(6)相对设置，所述连接板(23)固定设置于第一端板(21)和第二端板(22)之间，所述第一滑轮(3)、第二滑轮(4)、磁铁环(5)、第一挡片(8)和第二挡片(9)均与连接板(23)有间隔地设置，所述转轴(6)一端穿过第一端板(21)设置，其另一端穿过第二端板(22)设置。

4.根据权利要求3所述的油缸位移传感器，其特征在于，还包括第一轴承(10)和第二轴承(11)，所述第一端板(21)上设置有用于安装第一轴承(10)的第一安装口，所述第二端板(22)上设置有用于安装第二轴承(11)的第二安装口，所述转轴(6)的两端分别穿过第一轴承(10)和第二轴承(11)设置。

5.根据权利要求4所述的油缸位移传感器，其特征在于，所述转轴(6)上与霍尔传感器线路板(1)相邻的一端沿轴向开设有安装孔，所述小磁铁(61)固定于所述安装孔内，且其靠近霍尔传感器线路板(1)的一端伸出安装孔设置。

6.液压油缸，包括缸筒(13)、活塞杆(14)和活塞，所述活塞杆(14)可滑动地设置于所述缸筒(13)内，所述活塞固定于缸筒(13)内活塞杆(14)的一端，其特征在于，所述液压油缸上设置有权利要求1至5中任一项所述的油缸位移传感器，所述油缸位移传感器通过磁铁环(5)吸附活塞杆(14)，所述第一滑轮(3)和/或第二滑轮(4)靠设于活塞杆(14)上，所述油缸位移传感器通过底座(2)与液压油缸的缸筒(13)固定连接。

7.根据权利要求6所述的液压油缸，其特征在于，所述底座(2)通过卡箍固定于缸筒(13)上；

或，所述液压油缸上还设置有支架(7)，所述支架(7)与缸筒(13)固定连接，所述底座(2)可转动地设置于支架(7)的上方。

8.支腿调平装置，包括控制器、水平仪和若干个伸缩支腿，若干个所述伸缩支腿通过支腿架连接为一个整体，每个所述支腿上均安装有用于控制伸缩支腿伸缩的液压油缸，所述控制器分别与水平仪和液压油缸电连接，其特征在于，所述液压油缸为权利要求6或7所述的液压油缸，或所述液压油缸上设置有权利要求权利要求1至5中任一项所述的油缸位移传感器，所述控制器与油缸位移传感器电连接。

9.工程机械，其特征在于，包括权利要求6或7所述的液压油缸，或包括权利要求8所述的支腿调平装置。

10.液压机器人，其特征在于，包括机器人本体、执行机构和液压油缸，所述液压油缸设置于机器本体和执行机构之间，所述液压油缸上还设有权利要求1至5中任一项所述的油缸位移传感器，或所述液压油缸为权利要求6或7所述的液压油缸。

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