專利名稱：一種拉線傳感器及工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域和測控領(lǐng)域，具體地說，涉及一種拉線傳感器及工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，主要有兩類傳感器用于測量被測物體(如液壓缸的活塞桿)的行程 磁致伸縮傳感器和拉線傳感器。對(duì)于磁致伸縮傳感器，當(dāng)活塞桿等被測物體沿行程運(yùn)動(dòng)時(shí)，該傳感器利用磁致伸縮波導(dǎo)管測量存在波導(dǎo)中應(yīng)變脈沖的發(fā)出與返回的時(shí)間間隔，根據(jù)該時(shí)間間隔能精確地確定活塞(或磁鐵)的位值。這種傳感器需要特殊的工藝和材料，造價(jià)昂貴，并且感應(yīng)磁頭易受外界干擾而產(chǎn)生誤差。對(duì)于拉線傳感器，常需要對(duì)液壓缸結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)，并且作為拉線的鋼絲繩常需要暴露在外面，在外界環(huán)境惡劣的情況下，易造成較大誤差或是鋼絲繩的斷裂。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種拉線傳感器，該拉線傳感器對(duì)油缸結(jié)構(gòu)改動(dòng)較小，并且不會(huì)受外界環(huán)境的影響。本實(shí)用新型的拉線傳感器，其包括拉線、繞線輪和編碼器，所述拉線的第一端設(shè)置在所述繞線輪上，所述拉線的第二端用于連接被測物體，所述編碼器的輸入軸與所述繞線輪的軸心連接，該拉線傳感器還包括彈性裝置，所述彈性裝置與所述繞線輪連接，用于使所述拉線繞所述繞線輪回轉(zhuǎn)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述彈性裝置設(shè)置于所述繞線輪的第一側(cè)，所述編碼器設(shè)置于所述繞線輪的第二側(cè)，所述第一側(cè)和第二側(cè)為相向設(shè)置。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述彈性裝置設(shè)置于所述繞線輪的內(nèi)部。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述彈性裝置為渦卷彈簧。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，該拉線傳感器還包括收容所述繞線輪和彈性裝置的外殼，所述外殼包括依次設(shè)置的第一外殼、第二外殼和第三外殼，所述第一外殼內(nèi)設(shè)置所述彈性裝置，所述第二外殼內(nèi)設(shè)置所述繞線輪，所述編碼器設(shè)置于所述第三外殼外側(cè)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述繞線輪的第二側(cè)的軸心穿過所述第三外殼，該軸心開設(shè)有連接孔，所述編碼器的輸入軸插入所述連接孔，并通過定位螺釘與該軸心聯(lián)結(jié)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述第三外殼內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)格來圈，所述繞線輪的第二側(cè)軸心設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)格來圈內(nèi)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述第一外殼和第二外殼之間以及所述第二外殼和第三外殼之間均設(shè)置有密封圈。本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括油缸及前述的拉線傳感器，所述拉線傳感器用于測量油缸行程，所述拉線的第二端連接所述油缸的活塞桿。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，該工程機(jī)械還包括定滑輪，所述定滑輪設(shè)置在所述油缸內(nèi)部的底座上，從所述繞線輪伸出的拉線繞過所述定滑輪與所述活塞桿連接，位于所述定滑輪兩側(cè)的拉線形成夾角。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述夾角為90°。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述的拉線傳感器還包括收容所述繞線輪和彈性裝置的外殼，所述外殼設(shè)置于油缸的外側(cè)，在所述外殼和所述油缸上分別開設(shè)有供所述拉線穿過拉線孔。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述外殼設(shè)置于油缸底座的外側(cè)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述拉線的第二端連接于所述活塞桿的中軸線位置。本實(shí)用新型的拉線傳感器及工程機(jī)械，當(dāng)被測物體如活塞桿伸縮時(shí)，通過拉線拉動(dòng)繞線輪正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，繞線輪的轉(zhuǎn)數(shù)傳遞給編碼器，即可測出被測物體的伸縮位移。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型不需要采用特殊的工藝和材料，也不需要對(duì)現(xiàn)有的油缸進(jìn)行較大的改動(dòng)，因此能明顯節(jié)約成本。此外，本實(shí)用新型通過安裝定滑輪，并將拉線設(shè)置于所述活塞桿的軸線位置，可以避免活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)編碼器測量的影響，測量精度高。而且，本實(shí)用新型的拉線設(shè)置在與外界環(huán)境隔離的油缸內(nèi)部和繞線輪中，不受外部環(huán)境干擾，不會(huì)在惡劣環(huán)境中造成誤差過大或?qū)е吕€的斷裂，可靠性高。另外，本實(shí)用新型還具有便于安裝的優(yōu)點(diǎn)ο

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的拉線傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1所示實(shí)施例的拉線傳感器在工程機(jī)械的油缸中的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。圖1所示是本實(shí)用新型一實(shí)施例的拉線傳感器的結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，本實(shí)用新型的拉線傳感器至少包括拉線5 (圖2所示)、繞線輪17、編碼器14和彈性裝置。拉線5的第一端設(shè)置在繞線輪17上，第二端用于連接被測物體，以根據(jù)被測物體的移動(dòng)測量其行程。被測物體可以如油缸的活塞桿等結(jié)構(gòu)。拉線5可以采用各種線狀材料， 優(yōu)選拉線5為鋼絲繩。拉線5可以通過螺釘3固定在被測物體上。繞線輪17用于纏繞拉線5，根據(jù)被測物體行程的不同，纏繞于繞線輪17上的拉線量也不同。彈性裝置與繞線輪 17連接，用于使拉線5繞所述繞線輪17回轉(zhuǎn)。在被測物體伸出時(shí)，其伸出的拉力可以將拉線5從繞線輪17拉出。在被測物體縮回時(shí)，該彈性裝置的回轉(zhuǎn)力矩可以使繞線輪17反轉(zhuǎn)， 從而使得拉線5被收回，并纏繞在繞線輪17的線圈上。該彈性裝置可以避免拉線5不規(guī)則的纏結(jié)。彈性裝置可以設(shè)置于繞線輪17的第一側(cè)，此時(shí)編碼器14設(shè)置于繞線輪17的第二側(cè)，所述第一側(cè)和第二側(cè)為相向設(shè)置。該彈性裝置也可以設(shè)置在繞線輪17的內(nèi)部，本實(shí)用新型并不受限于此。彈性裝置可以是扭簧、渦卷彈簧、恒力盤簧等彈性部件，優(yōu)選為渦卷彈簧18。編碼器14的輸入軸與所述繞線輪17的軸心連接。當(dāng)被測物體伸縮時(shí)，通過拉線 5拉動(dòng)繞線輪17正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，繞線輪17的轉(zhuǎn)數(shù)傳遞給編碼器14，即可測出活塞桿4的伸縮位移。該編碼器14可以是一個(gè)光電編碼器。繞線輪17和彈性裝置設(shè)置于外殼內(nèi)，該外殼可將繞線輪17和彈性裝置與外界環(huán)境隔離，并可以起到支撐繞線輪17、彈性裝置和編碼器 14的作用。在圖1所示實(shí)施例中，該外殼包括相互間密封的第一外殼7 (彈簧座)、第二外殼 10 (線輪座)和第三外殼12 (安裝座)。為了空間上的合理布局，將彈性裝置設(shè)置于所述繞線輪17的第一側(cè)，編碼器14設(shè)置于所述繞線輪17第二側(cè)。此時(shí)，第一外殼7內(nèi)設(shè)置彈性裝置，第二外殼10內(nèi)設(shè)置繞線輪17，編碼器14設(shè)置于第三外殼12外側(cè)。各外殼可以具有多種封閉的結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選，第一外殼7、第二外殼10具有如圖2所示的U形筒結(jié)構(gòu)，第三外殼12由U形筒結(jié)構(gòu)1 和固定板12b組成。各U形筒結(jié)構(gòu)相互層疊，并在第三外殼12的一端通過固定板12b封閉。作為優(yōu)選，繞線輪17的軸心通過如圖1所示的定位螺釘15與編碼器14的輸入軸聯(lián)結(jié)。此時(shí)，繞線輪17的第二側(cè)的軸心穿過第三外殼12，該軸心開設(shè)有連接孔，編碼器14的輸入軸插入所述連接孔，并通過定位螺釘15與該軸心聯(lián)結(jié)。為了實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的密封效果，可以在第三外殼12內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)格來圈16，繞線輪17的第二側(cè)軸心設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)格來圈16內(nèi)，以將可能泄露到第二外殼10內(nèi)的少量液壓油與編碼器14隔離開。作為另一個(gè)實(shí)施例，在第一外殼7和第二外殼10之間以及在第二外殼10 和第三外殼12之間均設(shè)置有密封圈8、11，以進(jìn)一步在第二外殼10與第一外殼7、第三外殼 12之間保持密封。各密封圈可以是0型密封圈。采用上述結(jié)構(gòu)的拉線傳感器時(shí)，不需要對(duì)被測物體進(jìn)行較大的改動(dòng)，能明顯節(jié)約成本。而且，由于不受外部環(huán)境干擾，不會(huì)在惡劣環(huán)境中造成誤差過大或?qū)е吕€的斷裂。上述拉線傳感器可以測量多種被測物體，優(yōu)選該拉線傳感器用于測量液壓油缸的活塞桿行程。除了上述拉線傳感器，本實(shí)用新型還提供一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械包括油缸及前述的拉線傳感器，該拉線傳感器用于測量油缸行程，拉線的第二端連接油缸的活塞桿。圖 2所示是本實(shí)用新型的拉線傳感器在工程機(jī)械的油缸中的安裝示意圖。該油缸作為直線式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括油缸底座1和活塞桿4，通過對(duì)進(jìn)油和出油的操作，活塞桿4相對(duì)于底座1進(jìn)行伸縮位移。拉線5的第一端設(shè)置在繞線輪17上，拉線5的第二端連接在油缸的活塞桿4 上。作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該工程機(jī)械還包括一個(gè)圖2所示的定滑輪2， 該定滑輪2設(shè)置在油缸內(nèi)部的底座1上，該定滑輪2可以通過螺釘固定在油缸內(nèi)部的底座1 上。拉線5繞過所述定滑輪2，即拉線5的設(shè)置從繞線輪17出始，經(jīng)過定滑輪2，并終止于活塞桿4。拉線5經(jīng)過定滑輪2后，實(shí)現(xiàn)拉線角度的改變，優(yōu)選拉線5的角度改變90°。此外，優(yōu)選拉線5連接于活塞桿4的中軸線位置，則可以避免活塞桿4轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)編碼器14測量的影響，提高測量精度。為了實(shí)現(xiàn)拉線傳感器與油缸的隔離，該拉線傳感器還包括收容繞線輪17和彈性裝置的外殼，外殼設(shè)置于油缸的外側(cè)，在外殼和油缸上分別開設(shè)有供所述拉線5穿過拉線孔50。該外殼可以圖1所示實(shí)施例的第一外殼7、第二外殼10和第三外殼12。為了實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的密封效果，在第二外殼10和油缸的底座1外側(cè)之間可以密封圈9，該密封圈9可以防止在拉線孔50中的液壓油泄露到第二外殼10內(nèi)。所述外殼可以設(shè)置在油缸的底座1外側(cè)上，也可以設(shè)置在油缸的缸體外側(cè)上，本實(shí)用新型并不受限于此。此外，優(yōu)選拉線5連接于活塞桿4的中軸線位置，則可以避免活塞桿4轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)編碼器14測量的影響，提高測量精度。本實(shí)用新型的拉線傳感器及工程機(jī)械，當(dāng)被測物體如活塞桿4伸出時(shí)，拉線5隨之一起伸出，拉線5帶動(dòng)繞線輪17正轉(zhuǎn)，繞線輪17帶動(dòng)編碼器14的輸入軸一起旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)數(shù)即可以計(jì)算出活塞桿4伸出的行程；當(dāng)活塞桿4收縮時(shí)，拉線5會(huì)在彈性裝置的回轉(zhuǎn)力矩下回收，同時(shí)繞線輪17反轉(zhuǎn)，同理可以通過轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算出活塞桿4收縮的行程。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1)節(jié)約成本本實(shí)用新型不需要采用特殊的工藝和材料，也不需要對(duì)現(xiàn)有的油缸進(jìn)行較大的改動(dòng)，因此能明顯節(jié)約成本。2)精度高本實(shí)用新型通過安裝定滑輪2，并將拉線5設(shè)置于所述活塞桿4的軸線位置，可以避免活塞桿4轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)編碼器14測量的影響，測量精度高。3)可靠性高本實(shí)用新型的拉線5設(shè)置在與外界環(huán)境隔離的油缸內(nèi)部和繞線輪17中，不受外部環(huán)境干擾，不會(huì)在惡劣環(huán)境中造成誤差過大或?qū)е吕€5的斷裂，可靠性高。4)便于安裝本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、易于制作，其安裝在油缸外側(cè)，為油缸底座的安裝讓出位置，便于油缸在臂架上的安裝。因此，本實(shí)用新型的有益效果是顯而易見的。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種拉線傳感器，其包括拉線、繞線輪和編碼器，所述拉線的第一端設(shè)置在所述繞線輪上，所述拉線的第二端用于連接被測物體，所述編碼器的輸入軸與所述繞線輪的軸心連接，其特征在于，還包括彈性裝置，所述彈性裝置與所述繞線輪連接，用于使所述拉線繞所述繞線輪回轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線傳感器，其特征在于，所述彈性裝置設(shè)置于所述繞線輪的第一側(cè)，所述編碼器設(shè)置于所述繞線輪的第二側(cè)，所述第一側(cè)和第二側(cè)為相向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線傳感器，其特征在于，所述彈性裝置設(shè)置于所述繞線輪的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的拉線傳感器，其特征在于，所述彈性裝置為渦卷彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線傳感器，其特征在于，還包括收容所述繞線輪和彈性裝置的外殼，所述外殼包括依次設(shè)置的第一外殼、第二外殼和第三外殼，所述第一外殼內(nèi)設(shè)置所述彈性裝置，所述第二外殼內(nèi)設(shè)置所述繞線輪，所述編碼器設(shè)置于所述第三外殼外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拉線傳感器，其特征在于，所述繞線輪的第二側(cè)的軸心穿過所述第三外殼，該軸心開設(shè)有連接孔，所述編碼器的輸入軸插入所述連接孔，并通過定位螺釘與該軸心聯(lián)結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的拉線傳感器，其特征在于，所述第三外殼內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)格來圈，所述繞線輪的第二側(cè)軸心設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)格來圈內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的拉線傳感器，其特征在于，所述第一外殼和第二外殼之間以及所述第二外殼和第三外殼之間均設(shè)置有密封圈。
9.一種工程機(jī)械，其特征在于，包括油缸及權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的拉線傳感器， 所述拉線傳感器用于測量油缸行程，所述拉線的第二端連接所述油缸的活塞桿。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械，其特征在于，還包括定滑輪，所述定滑輪設(shè)置在所述油缸內(nèi)部的底座上，從所述繞線輪伸出的拉線繞過所述定滑輪與所述活塞桿連接，位于所述定滑輪兩側(cè)的拉線形成夾角。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工程機(jī)械，其特征在于，所述夾角為90°。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程機(jī)械，其特征在于，所述的拉線傳感器還包括收容所述繞線輪和彈性裝置的外殼，所述外殼設(shè)置于油缸的外側(cè)，在所述外殼和所述油缸上分別開設(shè)有供所述拉線穿過拉線孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的工程機(jī)械，其特征在于，所述外殼設(shè)置于油缸底座的外側(cè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)所述的工程機(jī)械，其特征在于，所述拉線的第二端連接于所述活塞桿的中軸線位置。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種拉線傳感器及工程機(jī)械。該拉線傳感器包括拉線、繞線輪、編碼器和彈性裝置，所述拉線的第一端設(shè)置在所述繞線輪上，所述拉線的第二端用于連接被測物體，所述編碼器的輸入軸與所述繞線輪的軸心連接，所述彈性裝置與所述繞線輪連接，用于使所述拉線繞所述繞線輪回轉(zhuǎn)。該拉線傳感器包括油缸及前述的拉線傳感器。本實(shí)用新型具有節(jié)約成本、精度高、可靠性高、便于安裝等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F15B15/28GK202092604SQ20112016405
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月21日
發(fā)明者方劍, 曹顯利, 李尊遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司