CN220105075U - 一种速度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种速度测量装置，包括检测单元和控制单元，检测单元包括第一底板、第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器，第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器沿第一方向并列安装在第一底板上，控制单元分别与第一对射式光电传感器、第二对射式光电传感器电连接，其中，速度测量装置还包括连杆模组和固定架，连杆模组的第一端与第一底板连接，连杆模组具有多个自由度，连杆模组可驱动第一底板转动和/或移动，连杆模组的第二端与固定架连接；该速度测量装置具有使用灵活性好的优点。

Description

一种速度测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量设备技术领域，具体地说，是涉及一种速度测量装置。

背景技术

工业设备中具有很多受控的运动部件，如气缸、滚珠丝杠模组、电动伸缩杆等等，其中，位移速度是运动部件的一个重要参数，其决定工业设备中各运动部件之间配合的可靠性和连贯性，因此，在工业设备生产过程中，常需要对运动部件的位移速度进行测量。

传统对运动部件的位移速度进行测量的方法是：人工记录运动部件运动时长(t)以及手工测量运动部件的运动件在该运动时长内的移动距离(S)，通过速度(V)等于移动距离(S)除以运动时长(t)计算出运动部件的运动件的平均位移速度。然而，传统的测量方法存在测量精度差的缺点；对此，研发人员研究出一种新的测量方法，具体地，为两个对射式光电传感器及控制单元组成的测量系统，其中，两个对射式光电传感器均与控制单元电连接，且两个对射式光电传感器沿一直线按设定间距分布，控制单元中存储有可计算运动部件的运动件的平均位移速度的应用程序。

当运动部件的运动件的平均位移速度(V)进行测量时，先向控制单元输入两个对射式光电传感器的间隔距离(S)，随后启动运动部件，使运动部件的运动件进行移动。运动部件的运动件穿过第一个对射式光电传感器时，控制单元获取第一个对射式光电传感器发送的第一检测信号，并记录当前获取第一检测信号的时间或启动计时程序；当运动部件的运动件穿过第二个对射式光电传感器时，控制单元获取第二个对射式光电传感器发送的第二检测信号，并记录当前获取第二检测信号的时间或结束计时程序，此时，控制单元可通过存储的应用程序计算出其获取第一检测信号和第二检测信号之间的时间差(Δt)，并通过该应用程序自动计算出运动部件的运动件的平均位移速度【(V)，即V＝S/Δt】。可见，通过该测量系统能够快速、准确地得到运动部件的运动件的平均位置速度；然而，该测量系统尚且存在的不足是：在对运动部件进行测量时，需要将运动部件安装至测量系统中的指定位置，使得使用灵活性差。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种使用灵活性好的速度测量装置。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种速度测量装置，包括检测单元和控制单元，检测单元包括第一底板、第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器，第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器沿第一方向并列安装在第一底板上，控制单元分别与第一对射式光电传感器、第二对射式光电传感器电连接，其中，速度测量装置还包括连杆模组和固定架，连杆模组的第一端与第一底板连接，连杆模组具有多个自由度，连杆模组可驱动第一底板转动和/或移动，连杆模组的第二端与固定架连接。

由上可见，通过设置连杆模组和固定架，使得检测单元能够在空间上进行多个自由度的运动(如转动、移动等)，进而使得检测单元能够根据被测运动部件的位置调整自身的位置，以及调整自身相对被测运动部件的姿态及角度，从而提高对被测运动部件进行位移速度测量时的灵活性；此外，配合第一底板的结构设计，使得速度测量装置在对被测运动部件进行位移速度测量时，可尽可能地避免需将已安装的运动部件从工业设备上拆卸的麻烦。

进一步的方案是，连杆模组包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和连接座，第一连杆的第一端与第一底板固定连接，第二连杆的第一端与第一连杆的第二端球铰连接，第三连杆的第一端与第二连杆的第二端铰接，第三连杆的第二端与连接座球铰连接，连接座与固定架连接。

由上可见，通过对连杆模组的结构设计以及连杆模组与固定架的连接结构设计，使得检测单元在空间内能够具有更大的移动方位及自由度，从而使得检测单元适应不同安装位置、安装角度、安装姿态的被测运动部件进行位移速度测量，提高了速度测量装置使用时的灵活性。

一个优选的方案是，第三连杆为伸缩杆。

由上可见，上述设计能够进一步扩大检测单元的移动范围。

另一个优选的方案是，固定架呈类“凵”形，固定架具有第二底板和两个呈对称设置的第一侧板，两个第一侧板分别与第二底板连接，第二底板和两个第一侧板之间形成第一容纳位，第一侧板上设置有滑槽，滑槽沿固定架的长度方向延伸，滑槽沿固定架的宽度方向贯穿第一侧板；连接座的至少一部分设置在第一容纳位内，连接座具有两根呈对称设置的柱销，两根柱销与固定架的两个滑槽一一对应，一根柱销自第一容纳位内穿过相对应设置的一个滑槽并可沿该滑槽滑动；每根柱销上均设置有螺母，螺母位于第一容纳位外，且螺母与第一侧板邻接。

由上可见，上述设计能够进一步扩大检测单元的移动范围。

进一步的方案是，第二底板上设置有两个以上的连接孔，连接孔贯穿第二底板。

更进一步的方案是，速度测量装置还包括锁紧组件，锁紧组件包括支架和螺栓，支架呈类“凵”形，支架具有第三底板和两个呈对称设置的第二侧板，两个第二侧板分别与第三底板连接，第三底板和两个第二侧板之间形成第二容纳位，第一个第二侧板与第二底板固定连接，螺栓穿过第二个第二侧板，螺栓的第一端位于第二容纳位内，螺栓的第一端与第一个第二侧板之间形成夹紧位。

由上可见，固定架与外部设备、机架等的连接方式可按需进行选择，使得固定架能够与外部设备、机架等进行可靠的固定连接。

更进一步的方案是，螺栓的第一端设置有压盘；螺栓的第二端设置有调节手轮。

由上可见，压盘的设置使得当固定架通过锁紧组件夹紧在外部设备或机架时，更好的提高锁紧组件对外部设备或机架夹紧力，从而保证速度测量装置固定在外部设备或机架上的牢固性。

更进一步的方案是，第一底板上设置有滑轨组，滑轨组的滑轨沿第一方向延伸，第一对射式光电传感器、第二对射式光电传感器均与滑轨可滑动地连接。

由上可见，上述设计使得第一对射式光电传感器、第二对射式光电传感器之间的间距可调，且调节方便，从而使得速度测量装置能够适用于不同尺寸、不同类型的运动部件的位移速度测量，扩大了速度测量装置的适用范围。

更进一步的方案是，第一底板上还设置有刻度尺，刻度尺位于滑轨组的一侧上。

由上可见，刻度尺的设置便于用户更好的知晓第一对射式光电传感器、第二对射式光电传感器之间的间距。

更进一步的方案是，第一对射式光电传感器上设置有第一指针，第一指针指向刻度尺的刻度；第二对射式光电传感器上设置有第二指针，第二指针指向刻度尺的刻度。

由上可见，上述设计使得用户能够更精准的获取第一对射式光电传感器、第二对射式光电传感器之间的间距，进而提高速度测量装置的测量精度。

附图说明

图1是本实用新型速度测量装置实施例的结构图。

图2是本实用新型速度测量装置实施例的检测单元的结构图。

图3是本实用新型速度测量装置实施例的连杆模组的结构图。

图4是本实用新型速度测量装置实施例的省略部分组件后的结构图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

速度测量装置实施例

参照图1，速度测量装置100包括检测单元1、控制单元2、连杆模组3和固定架4。

结合图2，检测单元1包括第一底板11、第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13。其中，第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13沿第一方向并列安装在第一底板11上。优选地，第一底板11上设置有滑轨组111，滑轨组111优选包括两条滑轨，两条滑轨沿第二方向分布，滑轨沿第一方向延伸；第二方向与第一方向垂直，且第二方向与第一方向位于同一平面内。

第一对射式光电传感器12包括第一滑动架121、第一发射器122和第一接收器123，第一滑动架121在第一方向与滑轨可滑动地连接。第一发射器122安装在第一滑动架121的第一端上，第一接收器123安装在第一滑动架121的第二端上，使得第一滑动架121、第一发射器122和第一接收器123大致呈类“凵”形设置。第一发射器122用于发射光线，第一接收器123用于接收第一发射器122发射的光线。

第二对射式光电传感器13包括第二滑动架131、第二发射器132和第二接收器133，第二滑动架131在第一方向与滑轨可滑动地连接。第二发射器132安装在第二滑动架131的第一端上，第二接收器133安装在第二滑动架131的第二端上，使得第二滑动架131、第二发射器132和第二接收器133大致呈类“凵”形设置。第二发射器132用于发射光线，第二接收器133用于接收第一发射器122发射的光线。通过设置滑轨组111并使得第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13分别与滑轨组111的滑轨可滑动地连接，使得第一对射式光电传感器12、第二对射式光电传感器13之间的间距可调，且调节方便，从而使得速度测量装置100能够适用于不同尺寸、不同类型的运动部件的位移速度测量，扩大了速度测量装置100的适用范围。

进一步地，第一底板11上设置有刻度尺112，在第二方向上，刻度尺112位于滑轨组111的一侧上，使得刻度尺112位于第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13的端部处。刻度尺112的设置便于用户更好的知晓第一对射式光电传感器12、第二对射式光电传感器13之间的间距。

更进一步地，第一对射式光电传感器12的第一滑动架121靠近刻度尺112的一端上设置有第一指针1211，第一指针1211指向刻度尺112的刻度；第二对射式光电传感器13的第二滑动架131靠近刻度尺112的一端上设置有第二指针1311，第二指针1311指向刻度尺112的刻度。通过设置第一指针1211和第二指针1311，使得用户能够更精准的获取第一对射式光电传感器12、第二对射式光电传感器13之间的间距，进而提高速度测量装置100的测量精度。

控制单元2包括显示器21、输入按键22、电源按键23和控制器24，其中，显示器21、输入按键22、电源按键23、第一发射器122、第一接收器123、第二发射器132和第二接收器133均与控制器24电连接。显示器21用于显示测量结果，且显示器21还可配合输入按键22显示用户输入的第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13之间的间距数据，以便用户直观的获取相关测量数据和/或设置数据。输入按键22用于供用户向控制器24输入第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13之间的间距数据，以使得控制器24能够根据该间距数据、第一对射式光电传感器12发送的第一检测信号和第二对射式光电传感器13发送的第二检测信号计算出被测运动部件的运动件的平均位移速度。电源按键23则用于控制控制器24进行开启或关闭。

连杆模组3的第一端与第一底板11连接，连杆模组3具有多个自由度，连杆模组3可驱动第一底板11转动和/或移动，连杆模组3的第二端与固定架4连接。结合图3，连杆模组3包括第一连杆31、第二连杆32、第三连杆33和连接座34，第一连杆31的第一端与第一底板11固定连接，第一连杆31的第二端具有第一球部311。

第二连杆32包括第一本体321和第一端盖322，第一本体321的第一端具有第一球窝，第一球部311球铰连接在第一球窝内，第一端盖322螺旋安装在第一本体321的第一端上，第一端盖322可配合第一球窝对第一球部311进行夹紧。

第三连杆33的第一端与第二连杆32的第二端铰接，第三连杆33优选的伸缩杆，具体地，第三连杆33包括第一杆体331和第二杆体332，第一杆体331平行于第二杆体332，第一杆体331沿第二杆体332的延伸方向自第二杆体332的第一端插入至第二杆体332内，且第一杆体331可沿第二杆体332的延伸方向相对第二杆体332滑动，使得第三连杆33可呈现伸长或收缩状态。第一杆体331伸出第二杆体332的第一端与第二连杆32的第一本体321的第二端铰接；第二杆体332的第二端具有第二球部3321。

连接座34包括第二本体341和第二端盖342，第二本体341的第一端具有第二球窝，第二球部3321球铰连接在第二球窝内，第二端盖342螺旋安装在第二本体341的第一端上，第二端盖342可配合第二球窝对第二球部3321进行夹紧；第二本体341与固定架4连接。

通过对连杆模组3的结构设计以及连杆模组3与固定架4的连接结构设计，使得检测单元1在空间内能够具有更大的移动方位及自由度，从而使得检测单元1适应不同安装位置、安装角度、安装姿态的被测运动部件进行位移速度测量，提高了速度测量装置100使用时的灵活性。

结合图4，固定架4优选呈类“凵”形，固定架4具有第二底板41和两个第一侧板42，两个第一侧板42呈镜像对称设置，且两个第一侧板42分别与第二底板41连接，使得第二底板41和两个第一侧板42之间形成第一容纳位40。优选地，第一侧板42上设置有滑槽421，滑槽421沿固定架4的长度方向延伸，滑槽421沿固定架4的宽度方向贯穿第一侧板42；连接座34的第二本体341的至少一部分设置在第一容纳位40内，且连接座34的第二本体341的第二端处具有两根呈镜像对称设置的柱销3411；两根柱销3411与固定架4的两个滑槽421一一对应，且一根柱销3411自第一容纳位40内穿过相对应设置的一个滑槽421，并可沿该滑槽421滑动；此外，每根柱销3411上均设置有螺母3412，螺母3412位于第一容纳位40外，且螺母3412与第一侧板42邻接。该设计使得连接座34可通过自身的柱销3411和第一侧板42上的滑槽421相对固定架4进行移动，进而进一步扩大检测单元1的移动范围。

进一步地，固定架4的第二底板41上设置有两个以上的连接孔411，连接孔411贯穿第二底板41，以使得固定架4与外部设备或机架的连接更加的方便；优选地，连接孔411为条形孔。当然，作为另一种可选的方案，速度测量装置100还包括锁紧组件5，锁紧组件5包括支架51和螺栓52，支架51优选呈类“凵”形，支架51具有第三底板511和两个第二侧板512，两个第二侧板512优选呈镜像对称设置，两个第二侧板512分别与第三底板511连接，使得第三底板511和两个第二侧板512之间形成第二容纳位510，其中，第一个第二侧板512与第二底板41固定连接，螺栓52穿过第二个第二侧板512，螺栓52的第一端位于第二容纳位510内，螺栓52的第一端与第一个第二侧板512之间形成夹紧位；优选地，螺栓52的第一端设置有压盘521，使得当固定架4通过锁紧组件5夹紧在外部设备或机架时，更好的提高锁紧组件5对外部设备或机架夹紧力，从而保证速度测量装置100固定在外部设备或机架上的牢固性，螺栓52的第二端设置有调节手轮522，使得螺栓52的调节更加的方便，且无需借助外部工具。可见，固定架4与外部设备、机架等的连接方式可按需进行选择，使得固定架4能够与外部设备、机架等进行可靠的固定连接。需要说明的是，固定架4上也可同时设置连接孔411和锁紧组件5。

当需要对运动部件的运动件的平均位移速度进行测量时，将固定架4与外部设备或机架或台面进行固定连接。

接着，调节检测单元1上第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13之间的间距。

接着，通过连杆模组3调节检测单元1与运动部件的运动件的相对位置，使得运动件的直线移动路径平行于第一方向，且使得运动件的直线移动路径位于第一对射式光电传感器12的第一发射器122和第一接收器123之间、使得运动件的直线移动路径位于第二对射式光电传感器13的第二发射器132和第二接收器133之间。

接着，通过电源按键23启动控制单元2，并通过输入按键22输入第一对射式光电传感器12和第二对射式光电传感器13之间的间距数据。随后可启动被测的运动部件，使得运动部件的运动件开始移动。

当运动部件的运动件移动至第一对射式光电传感器12时，第一对射式光电传感器12的第一发射器122发射的光线被运动部件的运动件阻断而导致第一接收器123无法接收第一发射器122发射的光线时，第一对射式光电传感器12向控制器24发送第一检测信号，此时，控制器24记录当前的第一时间节点或启动计时程序进行开始计时。当运动部件的运动件移动至第二对射式光电传感器13时，第二对射式光电传感器13的第二发射器132发射的光线被运动部件的运动件阻断而导致第二接收器133无法接收第二发射器132发射的光线时，第二对射式光电传感器13向控制器24发送第二检测信号，此时，控制器24记录当前的第二时间节点或关闭计时程序进行停止计时。

随后，控制器24根据第一时间节点与第二时间节点的差值(Δt)、第一对射式光电传感器12与第二对射式光电传感器13之间的间距(S)计算得出运动部件的运动件的平均位移速度；或控制器24根据计时程序记录的时间差值(Δt)、第一对射式光电传感器12与第二对射式光电传感器13之间的间距(S)计算得出运动部件的运动件的平均位移速度。需要说明的是，控制单元2根据第一对射式光电传感器12发送的第一检测信号、第二对射式光电传感器13发送的第二检测信号及第一对射式光电传感器12与第二对射式光电传感器13之间的间距计算得出运动部件的运动件的平均位移速度是本领域技术人员的常规技术手段，故在此不对其原理进行详述。

综上可见，通过对速度测量装置100的设计，使得能够根据被测运动部件的位置状态调整检测单元1的位置，以及调整检测单元1相对被测运动部件的姿态及角度，从而提高对被测运动部件进行位移速度测量时的灵活性，并使得速度测量装置100在对被测运动部件进行位移速度测量时，可尽可能地避免需将已安装的运动部件从工业设备上拆卸的麻烦。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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)

1.一种速度测量装置，包括：

检测单元，所述检测单元包括第一底板、第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器，所述第一对射式光电传感器和所述第二对射式光电传感器沿第一方向并列安装在所述第一底板上；

控制单元，所述控制单元分别与所述第一对射式光电传感器、所述第二对射式光电传感器电连接；

其特征在于，所述速度测量装置还包括：

连杆模组，所述连杆模组的第一端与所述第一底板连接，所述连杆模组具有多个自由度，所述连杆模组可驱动所述第一底板转动和/或移动；

固定架，所述连杆模组的第二端与所述固定架连接。

2.根据权利要求1所述的速度测量装置，其特征在于：

所述连杆模组包括：

第一连杆，所述第一连杆的第一端与所述第一底板固定连接；

第二连杆，所述第二连杆的第一端与所述第一连杆的第二端球铰连接；

第三连杆，所述第三连杆的第一端与所述第二连杆的第二端铰接；

连接座，所述第三连杆的第二端与所述连接座球铰连接，所述连接座与所述固定架连接。

3.根据权利要求2所述的速度测量装置，其特征在于：

所述第三连杆为伸缩杆。

4.根据权利要求2所述的速度测量装置，其特征在于：

所述固定架呈类“凵”形，所述固定架具有第二底板和两个呈对称设置的第一侧板，两个所述第一侧板分别与所述第二底板连接，所述第二底板和两个所述第一侧板之间形成第一容纳位，所述第一侧板上设置有滑槽，所述滑槽沿所述固定架的长度方向延伸，所述滑槽沿所述固定架的宽度方向贯穿所述第一侧板；

所述连接座的至少一部分设置在所述第一容纳位内，所述连接座具有两根呈对称设置的柱销，两根所述柱销与所述固定架的两个所述滑槽一一对应，一根所述柱销自所述第一容纳位内穿过相对应设置的一个所述滑槽并可沿该滑槽滑动；

每根所述柱销上均设置有螺母，所述螺母位于所述第一容纳位外，且所述螺母与所述第一侧板邻接。

5.根据权利要求4所述的速度测量装置，其特征在于：

所述第二底板上设置有两个以上的连接孔，所述连接孔贯穿所述第二底板。

6.根据权利要求4所述的速度测量装置，其特征在于：

所述速度测量装置还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括支架和螺栓，所述支架呈类“凵”形，所述支架具有第三底板和两个呈对称设置的第二侧板，两个所述第二侧板分别与所述第三底板连接，所述第三底板和两个所述第二侧板之间形成第二容纳位，第一个所述第二侧板与所述第二底板固定连接，所述螺栓穿过第二个所述第二侧板，所述螺栓的第一端位于所述第二容纳位内，所述螺栓的第一端与所述第一个所述第二侧板之间形成夹紧位。

7.根据权利要求6所述的速度测量装置，其特征在于：

所述螺栓的第一端设置有压盘；

所述螺栓的第二端设置有调节手轮。

8.根据权利要求1至7任一项所述的速度测量装置，其特征在于：

所述第一底板上设置有滑轨组，所述滑轨组的滑轨沿所述第一方向延伸，所述第一对射式光电传感器、所述第二对射式光电传感器均与所述滑轨可滑动地连接。

9.根据权利要求8所述的速度测量装置，其特征在于：

所述第一底板上还设置有刻度尺，所述刻度尺位于所述滑轨组的一侧上。

10.根据权利要求9所述的速度测量装置，其特征在于：

所述第一对射式光电传感器上设置有第一指针，所述第一指针指向所述刻度尺的刻度；

所述第二对射式光电传感器上设置有第二指针，所述第二指针指向所述刻度尺的刻度。