CN218270649U - 一种内置式位移传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置式位移传感器，包括壳体，所述壳体上设有出线孔；所述壳体的内部设有检测机构；所述检测机构包括底壳和固定板；底壳的内部设有复位件；复位件的一端与所述底壳固定，复位件的另一端与传动轴联动；传动轴上设有传动轮，传动轮与绳轮联动；绳轮的圆心处设有螺孔，螺孔与固定板上设有外螺纹部螺纹配合；绳轮通过设有的钢丝绳与油缸的一端连接，传动轴的一端与编码器联动。当油缸伸长时，带动绳轮在外螺纹部上转动；当油缸伸长时，钢丝绳沿着出线孔被拉出，且复位件提供反向力，当油缸收缩时，钢丝绳沿着出线孔被收卷，故而解决了钢丝绳进出口位置因位置摆动以及偏移而导致数据获取不准确的问题。

Description

一种内置式位移传感器

技术领域

本实用新型涉及油缸位置获取设备技术领域，具体为一种内置式位移传感器。

背景技术

水闸闸门主要是金属结构，单孔闸门宽度一般为15米，需要两根液压油缸一左一右提供动力，闸门两侧以混凝土为主。启闭时，若闸门左右油缸行程不一致，容易使闸门左右偏差，对闸门及坝体造成损伤，严重时，闸门卡在中途，无法按要求进行启闭，会对防洪抗汛工作造成极大影响。只有精确测量油缸行程，才能使闸门平稳启闭；

业内使用的内置位移传感器，虽尺寸差异大，但结构基本不变。钢丝绳按量程要求绕数圈于绳轮卡槽，钢丝绳拉动带动绳轮转动，并使绳轮中心轴转动。轴上带有弹簧以提供反向动力，轴末端安装旋转编码器，将旋转圈数与角度进行编码输出信号；由于量程长，绳轮宽度大，传感器精度在工作中不停的变化，如图1所示，钢丝绳在拉出时，从状态A变化至状态B，有且仅有状态C时真正实现精确测量；

为解决上述问题，业内出现了一种改进结构。在原钢丝绳连接处增加一段可旋转的摆臂如图2所示，钢丝绳伸缩时摆臂受拉力作用旋转，使其在状态A1与B1时实现精确测量。然而，此改进结构只部分解决了精度问题，因为仅在状态A1与B1时能够实现精确测量，其余状态下精度仍在不停变化。同时，新增的摆臂结构带来新的不可靠因素，原因在于若传感器内弹簧拉力太大，易导致摆臂轴承损坏卡死，严重的会使摆臂脱落，传感器受冲击而损坏，若传感器内弹簧拉力不足，则易导致钢丝绳难以完全伸缩，量程受到极大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内置式位移传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种内置式位移传感器，包括壳体，所述壳体上设有出线孔，且所述壳体内还设有检测机构；所述检测机构包括底壳，所述底壳的内部设有复位件；所述复位件的一端与所述底壳连接，且所述复位件的另一端与设有的传动轴固定；所述传动轴上设有传动轮，且所述传动轮与设有的绳轮联动；所述绳轮的圆心处设有螺孔，且所述螺孔与设有的固定板上设有外螺纹部螺纹配合；所述绳轮上缠绕有钢丝绳；其中，所述钢丝绳穿过所述出线孔后与油缸的一端连接，且所述传动轴的一端与编码器联动。

作为本实用新型的优选技术方案：所述传动轴远离所述外螺纹部的一端通过设有的连接轴与编码器连接。

作为本实用新型的优选技术方案：所述固定板上还设有支撑杆，且所述外螺纹部设置在所述支撑杆上。

作为本实用新型的优选技术方案：所述外螺纹部的高度H大于所述绳轮的高度h。

作为本实用新型的优选技术方案：所述外螺纹部高度H与所述绳轮高度h之间的关系为：H＝1.2h。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：当油缸伸长时，带动绳轮在外螺纹部上转动；当油缸伸长时，钢丝绳沿着出线孔被拉出，且复位件提供反向力，当油缸收缩时，钢丝绳沿着出线孔被收卷，故而解决了钢丝绳进出口位置因位置摆动以及偏移而导致数据获取不准确的问题。

附图说明

图1为现有技术中绳轮与钢丝绳连接时的示意图；

图2为现有技术中相对于图1改进后的结构示意图；

图3为本实用新型的主体结构示意图；

图4为本实用新型检测机构的主体结构示意图；

图5为本实用新型检测机构的分解结构示意图

图6为本实用新型绳轮的主体结构示意图；

图7为本实用新型支撑杆与绳轮的分解结构示意图。

图中：1、壳体；2、钢丝绳；3、检测机构；30、固定板；31、支撑杆；32、绳轮；33、底壳；34、外螺纹部；35、传动轮；36、传动轴；37、螺孔；38、连接轴；39、复位件；4、出线孔；5、隔板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“正面”、“上表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图3-7，本实用新型提供的一种实施例：一种内置式位移传感器，包括壳体1，所述壳体1上设有出线孔4，且所述壳体1内还设有检测机构3；所述检测机构3包括底壳33，所述底壳33的内部设有复位件39；所述复位件39的一端与所述底壳33连接，且所述复位件39的另一端与设有的传动轴36固定；所述传动轴36上设有传动轮35，且所述传动轮35与设有的绳轮32联动；所述绳轮32 的圆心处设有螺孔37，且所述螺孔37与所述固定板30上设有外螺纹部34螺纹配合；所述绳轮32上缠绕有钢丝绳2；其中，所述钢丝绳2穿过所述出线孔4后与油缸的一端连接，且所述传动轴36的一端与编码器联动。

在实际使用中，绳轮32相对于外螺纹部34在垂直方向上运动，而钢丝绳2相对于绳轮32在垂直方向上反向运动。由于外螺纹部34 上的螺距与钢丝绳2直径相等，因此，绳轮2的位移等于钢丝绳2反向的位移，最终使钢丝绳2进出口的位置相对于外螺纹部34在垂直方向上无位移，进而提升设备数据获取的准确性。

具体的，当油缸伸长时，带动绳轮32在外螺纹部34上转动；当油缸伸长时，钢丝绳2沿着出线孔4被拉出，且复位件39提供反向力，当油缸收缩时，钢丝绳2沿着出线孔4被收卷，故而解决了钢丝绳进出口位置因位置摆动以及偏移而导致数据获取不准确的问题。

另外，当油缸伸长时，带动绳轮32在外螺纹部34上转动，复位件39蓄积能量；由于复位件39的设置，在油缸伸长时，复位件39 提供反向力，以令钢丝绳2始终处于张紧状态；当油缸收缩时，复位件39释放能量促使绳轮32反向转动，在实现钢丝绳2收卷的同时还能够保证钢丝绳2始终处于张紧状态，故而解决了现有传感器因钢丝绳难以张紧而导致数据获取不准确的问题，因此利用复位件39的工作，促使绳轮32收紧钢丝绳2，故而也解决现有设备采用摆臂实现钢丝绳2收紧所带来的问题。

由于所述传动轴36远离所述外螺纹部34的一端通过设有的连接轴38与编码器连接，因此利用传动轴36跟随复位件39联动时，绳轮32也与传动轴36同步转动，故而可靠且准确的将绳轮32转动的圈数传递给编码器。

为了保证外螺纹部34不跟随绳轮32转动，所述固定板30上还设有支撑杆31，且所述外螺纹部34设置在所述支撑杆31上，由于利用固定板30和底壳33与外部的支撑面固定连接，因而使得绳轮 32在外螺纹部34上稳定转动，避免底壳33以及支撑杆31与绳轮32 同步转动而导致钢丝绳2不能被张紧的问题。其中，复位件39为涡状线状的弹簧；另外，支撑杆31采用铜质材质制成，因而可以避免相同材质运动中出现卡阻的现象。

在上述方案的基础之上，所述外螺纹部34的高度H大于所述绳轮32的高度h，进一步的，所述外螺纹部34高度H与所述绳轮32 高度h之间的关系为：H＝1.2h。

具体的，根据实际设计要求确定钢丝绳2直径，确定外螺纹部 34的螺距，使螺距与钢丝绳2直径相同，再根据实际设计要求下的量程，确定外螺纹部34的高度。

例如：当合同签订后，自然已知量程要求(R)和钢丝绳2直径要求(r)，则计算绳轮32高度最小值(h＝R/c*r)；其中，c为绳轮32的周长；为了提供一定的余量，实际中会将绳轮32高度h定为1.2H。

通过上述计算方式，使得该设备的测量精度可以控制在1毫米以内，因此，利用该设备可以可靠且稳定的保持闸门两侧油缸同步升降以避免闸门出现卡顿，而导致泄洪失效的问题。

另外，通过上述计量方式，也使得该设备可以根据需要进行对应的定制。以使得该设备在主体结构不改变的情况下，以适应不同的工作需求。

本实用新型的工作原理是：当油缸伸出时：放置在绳轮32上的钢丝绳2随着油缸伸出时带动绳轮32在外螺纹部34转动。此时，绳轮32与支撑杆31出现相对位移，位移距离为拉出钢丝绳2的圈数与直径的乘积，即外螺纹柱34的螺距等于钢丝绳2的直径，确保了钢丝绳2拉出点在油缸内部空间位置固定；传动轮35与绳轮32花键槽连接，传动轮35跟随绳轮32进行同轴转动，并通过传动轴36上凸轴承连接传动轮36，使传动轮36带动传动轴36进行同轴转动。底壳33中的弹簧，与传动轴36连接，此时弹簧跟着传动轴36旋转拧紧，以提供足够的反向旋转力，以保证钢丝绳拉紧。传动轴36末端安装旋转编码器，将旋转圈数与角度进行编码并输出信号。

当油缸缩回时：底壳33中原本拧紧的复位件39提供反向旋转的力，带动与之连接的传动轴36反向旋转。传动轴36带动传动轮36 进行反向旋转，而绳轮32被传动轮36带动在外螺纹部34进行反向旋转，同时将伸出的钢丝绳2拉回。

此时，绳轮32与支撑杆31出现反向相对位移，位移距离为拉回钢丝绳2的圈数与直径的乘积，即外螺纹部34的螺距等于钢丝绳2 直径，故而确保了钢丝绳2拉回点在油缸内部空间位置固定。传动轴 36末端安装旋转编码器，将反向旋转圈数与角度进行编码并输出信号。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种内置式位移传感器，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)上设有出线孔(4)，且所述壳体(1)内还设有检测机构(3)；

所述检测机构(3)包括底壳(33)，所述底壳(33)的内部设有复位件(39)；所述复位件(39)的一端与所述底壳(33)连接，且所述复位件(39)的另一端与设有的传动轴(36)固定；

所述传动轴(36)上设有传动轮(35)，且所述传动轮(35)与设有的绳轮(32)联动；

所述绳轮(32)的圆心处设有螺孔(37)，且所述螺孔(37)与设有的固定板(30)上设有外螺纹部(34)螺纹配合；

所述绳轮(32)上缠绕有钢丝绳(2)；其中，所述钢丝绳(2)穿过所述出线孔(4)后与油缸的一端连接，且所述传动轴(36)的一端与编码器联动。

2.根据权利要求1所述的一种内置式位移传感器，其特征在于：所述传动轴(36)远离所述外螺纹部(34)的一端通过设有的连接轴(38)与编码器连接。

3.根据权利要求1所述的一种内置式位移传感器，其特征在于：所述固定板(30)上还设有支撑杆(31)，且所述外螺纹部(34)设置在所述支撑杆(31)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种内置式位移传感器，其特征在于：所述外螺纹部(34)的高度H大于所述绳轮(32)的高度h。

5.根据权利要求4所述的一种内置式位移传感器，其特征在于：所述外螺纹部(34)高度H与所述绳轮(32)高度h之间的关系为：

H＝1.2h。

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