CN215676846U - 带倾角反馈的直线位移传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带倾角反馈的直线位移传感器，该直线位移传感器包括：壳体，壳体内设有预留槽，预留槽内设置卷簧；主体，设置于壳体远离卷簧的一侧，主体内设有安装孔，安装孔内设有缠线轮，缠线轮上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的自由端与拉头固定连接，拉头位于主体的外侧；主轴，穿过缠线轮的中心，主轴与缠线轮固定连接，主轴与主体通过轴承连接，主轴的一端设置于卷簧的中心，主轴的另一端外套有蜗杆；支架，固定于主体远离壳体的一端，支架上固定有计数传感器电路板，支架还与涡轮组件可转动连接，涡轮组件与蜗杆啮合，计数传感器电路板上的计数传感器能够获取涡轮组件上的磁块转动圈数。减小直线位移传感的体积，提高了测量数据的准确性。

Description

带倾角反馈的直线位移传感器

技术领域

本实用新型涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种带倾角反馈的直线位移传感器。

背景技术

拉线编码器又称拉线式位移传感器，为拉线盒与编码器的组合装置，其中拉线盒主要为可拉伸的不锈钢绳绕在一个安装有轴承的缠线轮上的组件，此缠线轮与一个编码器连接，该编码器可以是增量式编码器或绝对值编码器，拉线编码器广泛应用于直线导轨系统、液压气缸系统、试验机、伸缩系统(叉车、压机、升降机、弯管机、折弯机等)，起重机或缆绳绞车等领域。

如图1所示，现有的拉线编码器主要包括旋转编码器3’、缠线轮2’和卷簧1’，该三个部件分别设置于拉线编码器的三个腔室内，通过编码器主轴固定连接，使拉线编码器尺寸较大，随着量程的增加，缠线轮及卷簧的体积也随之增大，极大的增加整体产品的体积、重量，加大了产品的装调难度、限制了产品的应用范围,此外，由于编码器本身体积较大，所以即使拉线量程很短，拉线编码器整体体积也不会减小很多；而且常规拉线编码器对于安装固定要求较高，必须保证安装平台与出线方向的相对精度，否则测量的位移数据就不准确，由于常规拉线编码器本身并没有校验固定基面与出线方向的方法，所以限制了拉线编码器本身的应用范围，降低了部分使用环境下测量数据的准确性。

因此，有必要开发一种带倾角反馈的直线位移传感器，解决了拉线编码器体积大且自身无法确认安装基面与出线方向相对精度的问题，提高了测量数据的准确性。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此本实用新型提出了一种带倾角反馈的直线位移传感器。

有鉴于此，本实用新型提出了一种带倾角反馈的直线位移传感器，所述直线位移传感器包括：

壳体，所述壳体内设有预留槽，所述预留槽内设置卷簧；

主体，设置于所述壳体远离所述卷簧的一侧，所述主体内设有安装孔，所述安装孔内设有缠线轮，所述缠线轮上缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳的自由端穿出出线帽与拉头固定连接，所述拉头位于所述主体的外侧；

主轴，穿过所述缠线轮的中心，所述主轴与所述缠线轮固定连接，所述主轴与所述主体通过轴承连接，所述主轴的一端设置于所述卷簧的中心，所述主轴的另一端外套有蜗杆；

支架，固定于所述主体远离所述壳体的一端，所述支架上固定有计数传感器电路板，所述支架还与所述涡轮组件可转动连接，所述涡轮组件与所述蜗杆啮合，所述计数传感器电路板上的计数传感器能够获取涡轮组件上的磁块转动圈数；

倾角传感器电路板，固定于所述主体远离所述壳体的一端，所述倾角传感器电路板与所述支架相对设置。

进一步地，所述直线位移传感器还包括：

下盖，设置于所述壳体远离所述主体的一端；

上盖，设置于所述主体远离所述壳体的一端。

进一步地，所述直线位移传感器还包括：

插座，设置于所述上盖外侧，所述插座通过线束与所述计数传感器电路板连接，所述插座与所述上盖连接处设有密封圈。

进一步地，所述拉头与所述主体之间设有缓冲垫。

进一步地，所述钢丝绳的自由端上设有锥形密封套，所述锥形密封套设置于所述出线帽和所述缓冲垫之间，所述出线帽位于所述主体内，所述锥形密封套的大口端与所述主体固定连接，所述锥形密封套的小口端与所述缓冲垫接触。

进一步地，所述下盖与所述壳体之间，所述壳体与所述主体之间，所述主体与所述上盖之间均设有密封圈。

本实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过蜗杆和涡轮组件的设置，与计数传感器电路板配合获取转动圈数，替代传统编码器，降低了整体成本，减小了整体体积；通过倾角传感器与计数磁传感器配合的设计，通过安装基面与出线方向的角度，和出线长度的配合计算，可以得到更准确的采集数据。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术的拉线编码器的示意图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的带倾角反馈的直线位移传感器的内部示意图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的便带倾角反馈的直线位移传感器的外观示意图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例的支架、计数传感器电路板和涡轮组件的连接示意图；

图5示出了根据本实用新型一个实施例的钢丝绳和锥形密封套的示意图。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1倾角传感器电路板，2计数传感器电路板，3主轴，4蜗杆，5涡轮组件，501连接轴，502涡轮，503轴承，504磁块，6支架，7上盖，8主体，9壳体，10下盖，11插座，12密封圈，13卷簧，14钢丝绳，15缠线轮，16缓冲垫，17拉头，18锥形密封套，19出线帽。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例

图2示出了根据本实用新型一个实施例的带倾角反馈的直线位移传感器的内部示意图；图3示出了根据本实用新型一个实施例的便带倾角反馈的直线位移传感器的外观示意图；图4示出了根据本实用新型一个实施例的支架、计数传感器电路板和涡轮组件的连接示意图。

如图2至图4所示，本实施例提供了一种带倾角反馈的直线位移传感器，该直线位移传感器包括：

壳体9，壳体9内设有预留槽，预留槽内设置卷簧13；

主体8，设置于壳体9远离卷簧13的一侧，主体8内设有安装孔，安装孔内设有缠线轮15，缠线轮15上缠绕有钢丝绳14，钢丝绳14的自由端穿出出线帽19与拉头17固定连接，拉头17位于主体8的外侧；

主轴3，穿过缠线轮15的中心，主轴3与缠线轮15固定连接，主轴3与主体8通过轴承连接，主轴8的一端设置于卷簧13的中心，主轴8的另一端外套有蜗杆4；

支架6，固定于主体8远离壳体9的一端，支架6上固定有计数传感器电路板2，支架6还与涡轮组件5可转动连接，涡轮组件5与蜗杆4啮合，计数传感器电路板5上的计数传感器能够获取涡轮组件5上的磁块504转动圈数。

需要说明的是，安装时主轴3插入主体8，缠线轮15由靠近卷簧13端的主体侧插入主体8，主轴3与缠线轮15通过螺钉固定连接，固定后的主轴3和缠线轮15整体与主体8的安装孔卡紧后，再与卷簧13的中心孔卡紧，支架6与涡轮组件5通过轴承503可转动连接。

如图4所示，涡轮组件5包括连接轴501、涡轮502、轴承503和磁块504，其中，连接轴501与支架6通过轴承503转动连接，连接轴501上设有涡轮502，连接轴501朝向计数传感器电路板2的一侧设有磁块504，计数传感器电路板2通过螺钉与支架6固定连接，计数传感器电路板2上的计数传感器与磁块504对应设置。

其中，计数传感器通过预留焊盘敢接于电路板上形成计数传感器电路板2，磁块504粘结于涡轮组件5的连接轴501上，磁块504与涡轮502同步转动，通过支架6调整计数传感器和磁块504的位置，使计数传感器电路板2能够精确感知磁块504的磁场变化。

通过蜗杆4和涡轮组件5的设置，与计数传感器电路板2配合获取转动圈数，替代传统编码器，降低了整体成本，减小了整体体积。

具体地，自然状态下，钢丝绳14全部缠绕在缠线轮15上，并位于直线位移传感器的内部，当拉头17受力，钢丝绳14被拉出，缠线轮15随着钢丝绳14的拉出而转动，进而带动与其固定连接的主轴3转动，主轴3带动其上的蜗杆4转动，涡轮组件5与蜗杆4啮合，进而通过蜗杆4的转动带动涡轮组件5的转动，涡轮组件5与蜗杆4按设计减速比传动，计数传感器电路板2上的计数传感器能够获取涡轮组件5上的磁块504转动圈数，依此记录数据变化，其中，一般涡轮502为54齿，传动比就是54：1，也就是说，蜗杆4转54圈，涡轮502转一圈。

进一步地，直线位移传感器还包括：

倾角传感器电路板1，固定于主体8远离壳体9的一端，倾角传感器电路板1与支架6相对设置。

具体地，将倾角传感器焊接在一个单独的电路板形成倾角传感器电路板1，使倾角传感器电路板1具有感知角度变化的能力，该倾角传感器电路板1固定于主体8上，主体8的角度变化就是倾角传感器的角度变化。

通过倾角传感器电路板1与计数传感器电路板2配合的设计，通过安装基面与出线方向的角度，和出线长度的配合计算，可以得到更准确的采集数据，也就是说，通过计数传感器电路板2不仅能记录出线长度，还能够通过倾角传感器电路板1判断出线是否按理论出线方向出线，以避免由于角度偏差导致的实际长度与测量长度的偏差。

进一步地，直线位移传感器还包括：

下盖10，设置于壳体9远离主体8的一端；

上盖7，设置于主体8远离壳体9的一端。

上盖7和下盖10的设置，能够将带倾角反馈的直线位移传感器密封住，避免灰尘和异物进入传动件中，影响带倾角反馈的直线位移传感器的使用寿命和测量精度。

进一步地，直线位移传感器还包括：

插座11，设置于上盖7外侧，插座11通过线束与计数传感器电路板2连接，插座11与上盖7连接处设有密封圈12。

其中，插座11的作用是连通计数传感器电路板2与外部电路，一方面是给计数传感器电路板2供电，另一方面是计数传感器电路板2的计数结果可以传输到外部显示设备中。

进一步地，插座11还通过线束与倾角传感器电路板1连接，同理为倾角传感器电路板1供电，并将倾角传感器电路板1的倾角结果传输到外部显示设备中。

需要说明的是，插座11与上盖7连接处设有密封圈12，提高带倾角反馈的直线位移传感器的防护等级。

进一步地，拉头17与主体8之间设有缓冲垫16。

其中，缓冲垫16为圆柱体状缓冲垫，圆柱体状缓冲垫中心设有出线通孔，缓冲垫的材质为橡胶或硅胶。

具体地，缓冲垫16是弹性件，受力会产生变形，通过缓冲垫16的变形量，既避免了拉头17与出线帽19直接碰撞导致损伤(有时拉头17回弹会很快，回弹力也比较大)，也减小了钢丝绳14受到的瞬时冲击力。

图5示出了根据本实用新型一个实施例的钢丝绳和锥形密封套的示意图。

如图5所示，钢丝绳14的自由端上设有锥形密封套18，锥形密封套18设置于出线帽19和缓冲垫16之间，出线帽19位于主体8内，锥形密封套18的大口端与主体8固定连接，锥形密封套18的小口端与缓冲垫16接触。

其中，缓冲垫16内部包覆钢丝绳，非工作状态时，缓冲垫16外部两端由拉头17和锥形密封套18卡紧。

线口处采用锥形密封套18对钢丝绳14进行密封，即满足了小尺寸钢丝绳14包裹密封问题，在钢丝绳14往复运动时又不会增加过大阻力，也就是说，如果是圆柱型的包覆，接触面积大，摩擦力大，钢丝绳14拉出时的阻力会很大，锥形包覆接触面积小，摩擦力就小，实现了全方位密封，能够防止外界灰尘、水等异物进入直线位移传感器的内部，提高防护等级。

进一步地，下盖10与壳体9之间，壳体9与主体8之间，主体8与上盖7之间均设有密封圈12。

各部件之间的密封圈12的设置，提高了带倾角反馈的直线位移传感器的防护等级。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种带倾角反馈的直线位移传感器，其特征在于，所述直线位移传感器包括：

壳体，所述壳体内设有预留槽，所述预留槽内设置卷簧；

主体，设置于所述壳体远离所述卷簧的一侧，所述主体内设有安装孔，所述安装孔内设有缠线轮，所述缠线轮上缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳的自由端穿出出线帽与拉头固定连接，所述拉头位于所述主体的外侧；

主轴，穿过所述缠线轮的中心，所述主轴与所述缠线轮固定连接，所述主轴与所述主体通过轴承连接，所述主轴的一端设置于所述卷簧的中心，所述主轴的另一端外套有蜗杆；

支架，固定于所述主体远离所述壳体的一端，所述支架上固定有计数传感器电路板，所述支架还与所述涡轮组件可转动连接，所述涡轮组件与所述蜗杆啮合，所述计数传感器电路板上的计数传感器能够获取涡轮组件上的磁块转动圈数；

倾角传感器电路板，固定于所述主体远离所述壳体的一端，所述倾角传感器电路板与所述支架相对设置。

2.根据权利要求1所述的带倾角反馈的直线位移传感器，其特征在于，所述直线位移传感器还包括：

下盖，设置于所述壳体远离所述主体的一端；

上盖，设置于所述主体远离所述壳体的一端。

3.根据权利要求2所述的带倾角反馈的直线位移传感器，其特征在于，所述直线位移传感器还包括：

插座，设置于所述上盖外侧，所述插座通过线束与所述计数传感器电路板连接，所述插座与所述上盖连接处设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的带倾角反馈的直线位移传感器，其特征在于，所述拉头与所述主体之间设有缓冲垫。

5.根据权利要求4所述的带倾角反馈的直线位移传感器，其特征在于，所述钢丝绳的自由端上设有锥形密封套，所述锥形密封套设置于所述出线帽和所述缓冲垫之间，所述出线帽位于所述主体内，所述锥形密封套的大口端与所述主体固定连接，所述锥形密封套的小口端与所述缓冲垫接触。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的带倾角反馈的直线位移传感器，其特征在于，所述下盖与所述壳体之间，所述壳体与所述主体之间，所述主体与所述上盖之间均设有密封圈。

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