CN2379784Y - 数字型单索式位移感测装置 - Google Patents

Abstract

一种数字型单索式位移感测装置,其是将一钢索卷轮及三个滑轮相对应地组装于一基板上,而该基板上的磁性感测元件可监测该卷轮的转动周长信号,进而藉以精确地感测换算出该钢索的拉动位移数值,并能直接发出数字式信号,且该钢索的拉动或其缠绕复位排列则由该三个滑轮的来回滑动导引,并以一L形挡板罩覆于该三个滑轮,使钢索在意外松脱加速卷回时不致松脱于该滑轮,并使该钢索能作整齐的缠绕排列及拉动,顺畅地测量位移距离。

Description

数字型单索式位移感测装置

本实用新型涉及一种数字型单索式位移感测装置，其主要是将钢索卷轮、盘式弹簧及信号感测元件等组装成一体，以便于组装并减少安装故障，而藉以精确地感测换算出该钢索拉动的位移数值。

一般水库、河川渠道或柚水站皆设有制水闸门，而通常于闸门设施上则装设有闸门开度计(或称闸位计)，藉以将闸门开启的高度信号传入控制室，以利于制水与排洪状态的监控，继而部份的闸门设施并可利用所测量的闸门开度数值以换算过闸流量，所以，该闸门开度数值的精确性，对于泄洪与防洪的闸门操作实务上极为重要。然而目前的闸门开度计多为利用机械式齿轮组以带动的圆盘形比例式指针表为主，其主要利用齿轮组以同步带动一电位计，并直接以电位比例而转换为模拟信号输出，但该种模拟式的指针数值精密性不高，且该模拟式信号的传送方式极易出现闸门未启动，而控制室的闸门开度指针表则产生不定时跳动的弊端。为改善该圆盘形指针表感测装置的缺点，本发明人曾经申请实用新型“单索式闸门开度计的改良结构”(申请号：86220763)，并获准授权。该专利虽已改进上述测量装置的缺点，然其钢索的卷轮及感测轮上分别设置而非组装成一体，故其会增加制造成本及容置空间，因而仍有进一步改进的必要。然而，若仅将信号感测元件与卷轮合为一体，则钢索在不同复位速度缠绕于卷轮上可能发生排列不齐的情况，且于钢索拉伸後意外松脱时，将以加速度运动弹回，往往出现钢索脱出卷轮线槽的故障情况，从而影响测量的精确性及其作业功能；另外，有关美国专利第5,236,144号的「缆索拉伸线性位移换能器」则藉由一缆索拉动一卷轮，而该卷轮则同轴转动一电位计，由电位比例而转换为模拟信号，而得以感测缆索拉伸的位移数值，但其缆索的复位并无导引排线的可靠设计，且其串联带动的电位计，需另作信号转换而存在较多误差因子，而其他据以改进使用的商品，虽多可接用光学编码器而改善其精度，然而该类装置则或是未能导顺排线，或是卷轮与感测轮并列而扩大其结构空间，且其皆未能防止缆索松脱加速卷回时所发生缆索故障的弊端，所以，对于这些专利的上述缺点，实有必要作进一步的研究改进；

本实用新型的主要目的是提供一种结构改进的数位型单索式位移感测装置，其是将上述专利单索式位移感测装置的卷轮、盘式弹簧及信号感测装置合为一体，使其组装极为简单，而能直接发出数字式信号并改善缆索回卷的导顺机能。

本实用新型是这样实现的：主要是在一壳体内螺固有一基板，而该基板的中心固定轴上轴设有一卷轮，且在该卷轮的内壁轮周缘等距嵌设有若干个磁铁，可以将该卷轮的转动位移量经由该基板上的磁性感测元件而以数字式信号传送至一电路板，进而以感测显示位移数值；

其中，在该壳体内组装有一电路板，而在该壳体的底板一侧的圆孔则套置有一套管，使一钢索可顺畅地穿设其间，而一盖板则可一体螺固组装于该壳体的前缘位置；

基板，其是一可螺固于该壳体侧板上的板体，在该基板中心位置则固设有一固定轴，且该固定轴上定位套设有一轴承，而该轴承则置设于一卷轮内侧壁的承窝部位，且其藉由一扣环而将该卷轮定位于该固定轴上，继而，在该基板上的卷轮周围则对称固设有三支圆杆，相对地，在该三支圆杆上则分别对应滑动套设有三个滑轮，且该三个滑轮轮缘的圆弧凹槽则可供该钢索滑动套设，另在该基板上装设有一磁性感测元件；

卷轮，在其轮缘的外周面整齐缠绕排列有一钢索，而在该卷轮的内侧壁轮周缘所等距嵌固的数个磁铁在同步转动时，则会与该基板上的磁性感测元件间产生交替断续信号，经由电路信号处理作业，使该卷轮所转动的周长信号可以规律地检测换算出该钢索的拉伸位移长度，而该卷轮上的钢索拉动或其缠绕复位排列则藉由该三个对应滑轮的来回滑动导引，使该钢索能整齐地缠绕排列在该卷轮上，且进而能顺畅地拉动该卷轮并测量其钢索的拉伸位移距离；

挡板，其为一呈L形的板体，且其罩覆于该卷轮及该三个滑轮而一体螺固在基板上，而该挡板的前缘则藉由三个对应圆孔以分别嵌固于三支圆杆的另端，使该三支圆杆能获得稳固地支撑，再者，在该挡板的内侧壁与该三个滑轮的轮缘间距小于该钢索的直径，使钢索在意外松脱加速卷回时不会松脱于该滑轮，进而提高该卷轮的弹拉效能及其感测的精确性。

其中该壳体的外侧壁上对称凹设有一框糟，可藉由一对应的框架板而将该壳体螺固定位于一感测机台上。

其中在该基板上的感测元件可为磁簧开关。

其中在该卷轮的内径周缘与该基板的固定轴间嵌设有一盘式弹簧，使该卷轮具有自动回转复位的功能。

本实用新型的特点是：将一钢索卷轮及三个滑轮相对应地组装于一基板上，而该基扳上的磁性感测元件可监测该卷轮的转动周长信号，进而藉以精确地感测换算出该钢索的拉动位移数值，并能直接发出数字式信号，且该钢索的拉动或其缠绕复位排列则由该三个滑轮的来回滑动导引，并以一L形挡板罩覆于该三个滑轮，使钢索在意外松脱加速卷回时不致松脱于该滑轮，并使该钢索能作整齐的缠绕排列及拉动，顺畅地测量位移距离。

有关本实用新型的构造特征及实际功效，下面以较佳的实施例并辅以附图而详细说明如后：

图1是本实用新型单索式位移感测装置的立体分解

图2是本实用新型单索式位移感测装置的组合结构意图

图3是图2的组合结构前视图

图4是图3中沿A-A剖面线的剖视图

图5是图3中沿B-B剖而线的剖视图

图6是图3中沿C-C剖面线的剖视图。

图7是图3中沿D-D剖面线的剖视图。

首先参见各附图所示，本实用新型单索式位移感测装置，其主要是在一壳体(10)的侧板(11)上螺固有一基板(20)，而在该基板(20)的中心固定轴(21)上轴设有一缠绕钢索(33)的卷轮(30)，且该卷轮(30)的内壁轮周缘等距嵌设有若干个磁铁(34)，可以将该卷轮(30)的转动位移信号经由该基板(20)上的感测元件(24)而传送至一电路板(13)，而位于该卷轮(30)周围的三个滑轮(35、36、37)则使该钢索(33)的拉动或缠绕排列更加顺畅；

其中，在该壳体(10)的底板(12)上组装有一电路板(13)，而在该底板(12)一侧的圆孔(14)则套置有一套管(38)，使该钢索(33)可顺畅地来回拉动于该壳体(10)的底板(12)两侧，而一盖板(18)可一体螺固组装于该壳体(10)的前缘，另在该壳体(10)的外侧壁上对称凹设有一框槽(16)，可藉由一对应的框架板(17)而将该壳体(10)螺固定位于一感测机台上，而该钢索(33)的一端可依序套固有垫圈及钩环(39)，使该钢索(33)可以易于固结于待测物上，而有利于感测线性位移作业的进行；

基板(20)，其是一可螺固于该壳体侧板(11)上的板体，在该基板(20)中心位置则固设有一固定轴(21)，且该固定轴(21)上套设有一轴承(22)，而该轴承(22)则置设于一卷轮(30)内侧壁的承窝(32)部位(如图5所示)，且其藉由一扣环(23)而将该卷轮(30)定位于该固定轴(21)上，使该卷轮(30)可相对转动于该基板(20)上，另在该基板(20)上装设有一感测元件(24)，而其可为一由磁簧开关所组成的磁感应信号检测元件，可以检测出因该卷轮(30)上的若干个磁铁(34)同步转动所产生近接与远离的交替脉冲信号，继而，在该基板(20)上的卷轮(30)周围则对称固设有三支圆杆(25、26、27)，相对地在该三支圆杆(25、26、27)上则分别对应滑动套设有滑轮(35、36、37)，且该三个滑轮(35、36、37)轮缘的圆弧凹槽则可供该钢索(33)的滑动套设，藉由该三个滑轮(35、36、37)的缓冲并降低该钢索(33)因拉动所施加于该卷轮(30)的作用力，使该钢索(33)的拉动及该卷轮(30)的转动更为顺畅，并使该钢索(33)能整齐地缠绕排列于该卷轮(30)之上；

卷轮(30)，在其轮缘的外周面整齐缠绕排列有一钢索(33)，而该纲索(33)受到拉动位移时则会同步转动该卷轮(30)，且位于该卷轮(30)的内壁轮周缘所等距嵌固的若干个磁铁(34)在同步转动时，则会与该基板(20)上的磁性感测元件(24)间产生交替脉冲信号，而该感测信号并经由一电路板(13)的信号处理作业，因此由该卷轮(30)所转动的周长可以规律地检测出该钢索(33)的拉伸位移长度，且经由信号处理及自动换算而将该钢索(33)的拉伸位移数值精确地显示于显示幕(图中未示)上，另在该卷轮(30)的内径周缘与该固定轴(21)间嵌设有一盘式弹簧(31)，使该卷轮(30)具有自动回转复位的功能，而该卷轮(30)上的钢索(33)拉动或其缠绕复位排列则藉由该三组滑轮(35、36、37)的来回滑动导引，使该钢索(33)能作整齐的缠绕排列及拉动顺畅地测量位移距离。

挡板(40)，其为一概呈L形的板体，而在该档板(40)的两底缘分别延伸有一凸缘(41、42)，且其罩覆于该卷轮(30)及该三个滑轮(35、36、37)而一体螺固在该基板(20)上，而该挡扳(40)的前缘则藉由三个对应圆孔(45、46、47)以分别嵌固于该三支圆杆(25、26、27)的另端，使该三支圆杆(25、26、27)能获得得稳固地支撑，进而使该三个滑轮(35、36、37)能受钢索(33)的拉动而顺畅地转动及滑动。再者，因该挡扳(40)的内侧壁与该三个滑轮(35、36、37)的轮缘间距小于该钢索(33)的直径，故该挡扳(40)具有避免该钢索(33)在意外松脱加速卷回时的松脱打结的弊端，进而确实提高该卷轮(30)的弹拉转动效能及其感测的精确性。

有关本实用新型单索式位移感测装置的实际使用情形，及其主要构造特征、功效，谨再予扼要说明如后，本装置可安装于一制水闸门的顶侧架体上，而该钢索(33)垂直向下以钩固于制水闸门的顶端。当监控室调控制水闸门的升降开启动作时，则该钢索(33)也随之同步升降，并进而同步转动该卷轮(30)，而经由该感测元件(24)可以监测出因该卷轮(30)上的若干个磁铁(34)同步转动所产生近接与远离的交替断续信号，可以精确测得该钢索(33)的升降拉动位移信号，进而自动换算并显示出该制水闸门的升降开启高度值，继而，在该基板(20)上的卷轮(30)周围所对应滑动套设的三个滑轮(35、36、37)，则相对地缓冲并降低该钢索(33)拉动时所施加于该卷轮(30)的作用力，使该钢索(33)的拉动及该卷轮(30)的转动更为顺畅，并进而使该钢索(33)能整齐地缠绕排列于该卷轮(30)上，所以，本实用新型可以提供一种测量精准及施工便捷的单索式位移感测装置，且本实用新型的成本低廉及维修方便。

综上所述，本实用新型数字型单索式位移鹿测装置，其将一卷轮及三个滑轮相对应地组装于一基板上，而该基板上的磁性感测元件则可监测出该卷轮的转动周长信号，并进而藉以精确地感测换算出该钢索的拉动位移长度，且该钢索的拉动或其缠绕复位排列则藉由该三个滑轮的来回滑动导引，并以一L形挡板罩覆于该三个滑轮，使钢索在意外松脱加速卷回时不致松脱于该滑轮，并使该钢索能作整齐的缠绕排列及拉动顺畅地测量位移距离。

Claims (4)

1、一种数字型单索式位移感测装置，其特征在于：主要是在一壳体内螺固有一基板，而该基板的中心固定轴上轴设有一卷轮，且在于该卷轮的内壁轮周缘等距嵌设有若干个磁铁，可以将该卷轮的转动位移量经由该基板上的磁性感测元件而以数字式信号传送至一电路板，进而以感测显示位移数值；

其中，在该壳体内组装有一电路板，而在该壳体的底板一侧的圆孔则套置有一套管，使一钢索可顺畅地穿设其间，而一盖板则可一体螺固组装于该壳体的前缘位置；

基板，其是一可螺固于该壳体侧板上的板体，在于该基板中心位置则固设有一固定轴，且该固定轴上定位套设有一轴承，而该轴承则置设于一卷轮内侧壁的承窝部位，且其藉由一扣环而将该卷轮定位于该固定轴上，继而，在该基板上的卷轮周围则对称固设有三支圆杆，相对地，在该三支圆杆上则分别对应滑动套设有三个滑轮，且该三个滑轮轮缘的圆弧凹槽则可供该钢索滑动套设，另在该基板上装设有一磁性感测元件；

卷轮，在其轮缘的外周面整齐缠绕排列有一钢索，而在该卷轮的内侧壁轮周缘所等距嵌固的数个磁铁在同步转动时，则会与该基板上的磁性感测元件间产生交替断续信号，经由电路信号处理作业，使该卷轮所转动的周长信号可以规律地检测换算出该钢索的拉伸位移长度，而该卷轮上的钢索拉动或其缠绕复位排列则藉由该三个对应滑轮的来回滑动导引，使该钢索能整齐地缠绕排列在该卷轮上，且进而能顺畅地拉动该卷轮并测量其钢索的拉伸位移距离；

挡板，其为一呈L形的板体，且其罩覆于该卷轮及该三个滑轮而一体螺固在基板上，而该挡板的前缘则藉由三个对应圆孔以分别嵌固于三支圆杆的另端，使该三支圆杆能获得稳固地支撑，再者，在该挡板的内侧壁与该三个滑轮的轮缘间距小于该钢索的直径，使钢索在意外松脱加速卷回时不会松脱于该滑轮，进而提高该卷轮的弹拉效能及其感测的精确性。

2、如权利要求1所述的数字型单索式位移感测装置，其特征在于：其中该壳体的外侧壁上对称凹设有一框糟，可藉由一对应的框架板而将该壳体螺固定位于一感测机台上。

3、如权利要求1所述的数字型单索式位移感测装置，其特征在于：其中在该基板上的感测元件可为磁簧开关。

4、如权利要求1所述的数字型单索式位移感测装置，其特征在于：其中在该卷轮的内径周缘与该基板的固定轴间嵌设有一盘式弹簧，使该卷轮具有自动回转复位的功能。

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