專利名稱：帶有位移傳感器的導向套的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械導向機構中的導向套，尤其是一種具有位移測試功能的導向套。
背景技術：
在機械結構中常見的導向機構是由導向桿與導向套組成，其作用僅僅是用于導向桿運動導向與承受相應的非工作附加載荷。如在液壓油缸等的輔助導向機構中，其作用僅僅是用于導向桿運動導向與承受活塞桿的非工作附加載荷。油缸活塞桿的位移還往往需要另外的位移傳感器來進行測試。而現有的機械導向套是無法對油缸活塞桿的位移進行測 試。

發(fā)明內容
本發(fā)明是要提供一種帶有位移傳感器的導向套，該導向套將導向、附加載荷支撐與位移測試結合在一起，減少了位移測試的附加連接機構。為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種帶有位移傳感器的導向套，包括導向套底座、導向套上蓋、導向輪組件、導向套底座、與導向桿配合處的兩側前、后分別設有二組導向輪組件，其特點是導向套底座內兩側，二組導向輪組件中間分別安裝有位移測試機構、且位移測試機構的橡膠套與導向桿之間滾動摩擦連接，位移測試機構上端通過導向套上蓋固定在導向套底座上。位移測試機構包括編碼器聯結套、鎖緊螺母、軸套、軸承、壓縮彈簧、錐形平鍵、測試輪主軸、膨脹管、橡膠箍，編碼器，測試輪主軸一端錐體上通過錐形平鍵和膨脹管配合連接橡膠套組成測試輪,錐體大端一側測試輪主軸上固定連接軸套和軸承,測試輪主軸另一端上通過編碼器聯結套固定連接編碼器，編碼器聯結套內端面與測試輪主軸通過螺紋聯結，編碼器聯結套內端面至測試輪主軸錐體小端依次安裝有鎖緊螺母、軸套、軸承和壓縮彈簧，其中，壓縮彈簧兩端面分別與軸承和測試輪主軸的錐體小端面接觸連接。位移測試機構通過其上的兩個軸承與導向套底座中的位移測試機構安裝孔配合連接。導向輪組件包括導向輪軸，導向輪和軸端支撐套，導向輪通過導向軸與導向套底座連接，導向輪與導向軸之間通過軸端支撐套軸向固定。本發(fā)明的有益效果是
導向輪由導向輪、導向輪軸及其上下支撐套組成，用于支撐導向桿，與導向桿形成滾動摩擦，降低摩擦系數減少運動阻力。位移測試機構將導向桿的直線位移轉換為旋轉轉角，通過編碼器或類似傳感元氣件實現位移測試。因此，本發(fā)明將導向、附加載荷支撐與位移測試結合在一起，減少了位移測試的附加連接機構。


圖I是本發(fā)明的結構主視 圖2是圖I的左剖視 圖3是圖I的俯視 圖4是位移測試機構的結構剖 圖5是編碼器聯結套結構剖視 圖6是測試輪主軸結合示意 圖7是膨脹管結構主剖視圖；
圖8是圖7的左視 圖9是膨脹管、測試輪主軸和錐形平鍵裝配 圖10是圖9中沿A-A的剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖I至圖3所示，本發(fā)明的帶有位移傳感器的導向套，包括導向套底座2、導向套上蓋3、導向輪組件5，位移測試機構100等。導向桿I穿過導向套底座2處的兩側前、后分別安裝二組導向輪組件5，導向輪組件5中的導向輪與導向桿I滾動接觸。在導向套底座2內兩側，二個導向輪組件5中間分別安裝兩組位移測試機構100、且位移測試機構10的橡膠套11與導向桿I之間滾動摩擦連接，位移測試機構100上端通過導向套上蓋3用螺栓7固定在導向套底座2上。導向輪組件5由導向輪、導向輪軸及其上下支撐套組成，共四組。用于支撐導向桿，與導向桿形成滾動摩擦，降低摩擦系數減少運動阻力。它包括導向輪軸18，導向輪19和軸端止動片20，導向輪19通過導向軸18與導向套底座2連接，導向輪19與導向輪軸18之間通過軸端支撐套20軸向固定。如圖4所示，位移測試機構10包括編碼器聯結套17、鎖緊螺母16、軸套8、軸承9、壓縮彈簧15、錐形平鍵13、測試輪主軸12、軸套8、膨脹管10、橡膠套11，編碼器4，測試輪主軸12 —端錐體上通過錐形平鍵13和膨脹管10配合連接，膨脹管(10)上套有橡膠套11組成測試輪,錐體大端一側測試輪主軸12上固定連接軸套8和軸承9，測試輪主軸12另一端上通過編碼器聯結套17固定連接編碼器4，而且編碼器4與導向套上蓋3用螺釘固定在一起。編碼器聯結套17內端面與測試輪主軸12通過螺紋聯結，從編碼器聯結套17內端面至測試輪主軸12錐體小端依次安裝有鎖緊螺母16、軸套8、軸承9和壓縮彈簧15，其中，壓縮彈簧15兩端面分別與軸承9和測試輪主軸12的錐體小端面接觸連接。位移測試機構100通過其上的兩個軸承9與導向套底座2中的位移測試機構100安裝孔配合連接。將導向桿I的直線位移轉換為旋轉轉角，通過編碼器4或類似傳感元氣件實現位移測試。即測試輪的周長等于對應的直線位移
L=n X Ji D
L一直線位移n—旋轉圈數D—測試輪直徑本發(fā)明的導向套用于支撐、安裝導向輪與位移測試機構。對導向桿實施導向作用并承受相應的非工作附加載荷并同步實施位移測試。本發(fā)明的各零部件的功能為
(I)編碼器聯結套17 :用于聯結測試輪主軸12與編碼器4，見圖5。(2)鎖緊螺母16 :雙螺母結構，用于鎖緊、固定在測試輪主軸12上的軸承9、軸套8、膨脹管10、壓縮彈簧15等零件，并給壓縮彈簧15 —定的預壓力。(3)軸套8 :圓環(huán)形結構，主要用于軸承9定位用，見圖4。(4)軸承9 :支撐測試輪主軸12的旋轉，見圖4。(5)壓縮彈簧15 :利用其彈性力推動膨脹管10。安裝初始時彈簧處于預緊狀態(tài)，見圖4。(6)錐形平鍵13 :用于測試輪主軸12與膨脹管10的轉動傳遞，見圖4.
(7)測試輪主軸12 :與測試輪同步旋轉并帶動編碼器4完成位移測試。一端為聯結螺紋用于和編碼器聯結套17以及鎖緊螺母16聯結，中間光軸部分用于安裝軸套8、軸承9和壓縮彈簧15。另一端為光軸部分用于安裝軸套8、軸承9。中間圓錐體部分加工有錐形平鍵鍵槽，用于安裝錐形平鍵13以及膨脹管10，見圖4，6，9，10。(8)膨脹管10 :圓形管件，內圓為圓錐孔，在軸向切有斜楔槽與錐形平鍵13聯結。與橡膠套11組成測試輪，圖7，8。(9)橡膠套11 :與膨脹管10組成測試輪。利用橡膠與金屬良好的摩擦關系將導向桿的直線位移轉換為主軸的旋轉。(4)編碼器將導向桿I的直線位移轉換為旋轉轉角的傳感元氣件。本發(fā)明的工作原理
將導向桿I引入導向套后調整導向輪19及位移機構100中的測試輪與導向桿I之間的間隙，使導向桿I與導向輪19及位移機構100中的測試輪貼緊并保證其運動自由無跳動。在工作時導向桿I在導向套內往復運動。由于測試輪在橡膠套11、膨脹管10與預緊彈簧力的作用下始終與導向桿I貼緊，實現無相對滑動的旋轉運動。在測試輪通過錐形鍵的帶動下測試輪主軸12跟隨其一起旋轉，由于光電編碼器4與測試輪主軸12連接在一起，利用光電編碼器4的工作原理完成將直線運動轉換為旋轉運動的測試過程。其轉換關系為L=n X Ji D
L一直線位移n—旋轉圈數D—測試輪直徑
橡膠套11與膨脹管10組成測試輪，利用橡膠與金屬良好的摩擦關系將導向桿的直線位移轉換為主軸的旋轉。橡膠套11套箍在膨脹管10外側，利用其固有的彈性特性以及受到導向桿的壓力，膨脹管10受到一定的徑向膨脹約束力并與壓縮彈簧15的推力形成自膨脹效果。見圖4，9，10，即導向桿I緊壓橡膠套11、膨脹管10組成的測試輪，在導向桿I的壓力作用下沿具有同樣圓錐面的測試輪主軸12向直徑小的一處滑動并擠壓壓縮彈簧15，此時由橡膠套11與膨脹管10組成測試輪直徑為初始測試直徑。當橡膠套磨損厚度變小后，導向桿I對橡膠套11的壓力減少，此時在壓縮彈簧15的作用下膨脹管10沿具有同樣圓錐面的測試輪主軸12向直徑大的一處滑動，此時由橡膠套11與膨脹管10組成測試輪直徑增大， 并使橡膠套11與導向桿I的壓力增大，直至導向桿I對測試輪的壓力與壓縮彈簧15的力平衡并恢復為初始測試直徑。這兩種狀態(tài)的變化過程中，利用膨脹管11的自身彈性作用，在脹開與收縮過程中其斜楔槽始終與錐形平鍵側面貼合在一起，而其圓錐孔與測試輪主軸12圓錐面測貼合在一起。測試輪與導向桿I接觸處的直徑始終不變，從而保證測試精度及使用壽命的長期性。本發(fā)明的特點
(I)由膨脹管與橡膠套組成的測試輪。利用橡膠與金屬良好的摩擦關系及膨脹管的特性將導向桿的直線位移轉換為主軸的旋轉角位移?？朔宿D換過程中的打滑現象從而提高了測試精度。由于膨脹管內部為圓錐體以及其錐形體槽的結構特性，在彈簧力和主軸圓錐面的作用下，膨脹管的膨脹部位產生徑向膨脹，可以有效地補償因橡膠套磨損等造成的測試輪直徑變化。并有消除間隙與防松的作用。從而提高了測試精度。(2)兩套位移測試機構的并用，利用各自的測試輪分別進行數據采集和調理，再進行數據分析。設定一個許用范圍，即兩者測試值之間的絕對值之差不大于3%。。如在此范圍內可以兩組數據進行加權平均，從而減小了機械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)對于數據的干擾，使測量值更接近真值；如在此范圍之外，停止使用并對測試系統(tǒng)進行檢查，從而實現互檢，及時發(fā)現問題。 (3)采用錐形平鍵和在膨脹套上開錐形槽。當橡膠套發(fā)生磨損后，膨脹管沿測試輪主軸軸線方向移動，錐形的鍵和錐形的開槽使是平鍵的兩個工作表面始終和錐形槽貼合，從而在正反轉切換的時候錐形平鍵、膨脹套、測試輪主軸始終緊貼在一起，消除傳動間隙，提高測量精度。(4)使用方便，結構簡單。導向套的特殊結構可以很好地將導向、附加載荷支撐與位移測試結合在一起，減少了位移測試的附加連接機構。
權利要求
1.一種帶有位移傳感器的導向套，包括導向套底座(2)、導向套上蓋(3)、導向輪組件(5 )、導向套底座(2 )與導向桿(I)配合處的兩側前、后分別設有二組導向輪組件(5 )，其特征在于所述導向套底座(2)內兩側，二組導向輪組件(5)中間分別安裝有位移測試機構(100)、且位移測試機構(100)的橡膠套(11)與導向桿(I)之間滾動摩擦連接，位移測試機構(100)上端通過導向套上蓋(3)固定在導向套底座(2)上。
2.根據權利要求I所述的帶有位移傳感器的導向套，其特征在于所述位移測試機構(100)包括編碼器聯結套(17)、鎖緊螺母(16)、軸套(8)、軸承(9)、壓縮彈簧(15)、錐形平鍵(13)、測試輪主軸(12)、膨脹管(10)、橡膠套(11)、編碼器(4);所述測試輪主軸(12)錐體上通過錐形平鍵(13)和膨脹管(10)配合連接，膨脹管(10)上套有橡膠套(11)并組成測試輪，位于測試輪主軸(12)錐體大端一側的測試輪主軸(12)上固定連接軸套(8)和軸承(9)，測試輪主軸(12)另一端上通過編碼器聯結套(17)固定連接編碼器(4)，編碼器聯結套(17)內端面與測試輪主軸(12)通過螺紋聯結，編碼器聯結套(17)內端面至測試輪主軸(12)錐體小端依次安裝有鎖緊螺母(16)、軸套(8)、軸承(9)和壓縮彈簧(15)，其中，壓縮彈簧(15)兩端面分別與軸承(9)和測試輪主軸(12)的錐體小端面接觸連接。
3.根據權利要求I所述的帶有位移傳感器的導向套，其特征在于所述導向輪組件(5)包< 括導向輪軸(18)，導向輪(19)和軸端支撐套(20)，導向輪(19)通過導向輪軸(18)與導向套底座(2)連接，導向輪(19)與導向輪軸(18)之間通過軸端支撐套(20)軸向固定。
4.根據權利要求I或2所述的帶有位移傳感器的導向套，其特征在于所述位移測試機構(10)通過其上的兩個軸承(9)與導向套底座(2)中的位移測試機構(10)安裝孔配合連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有位移傳感器的導向套，包括導向套底座、導向套上蓋、導向輪組件，導向套底座、與導向桿配合處的兩側前、后分別設有二組導向輪組件，其特點是導向套底座內兩側，二個導向輪組件中間分別安裝有位移測試機構、且位移測試機構的橡膠套與導向桿之間滾動摩擦連接，位移測試機構上端通過導向套上蓋固定在導向套底座上。位移測試機構將導向桿的直線位移轉換為旋轉轉角，通過編碼器或類似傳感元氣件實現位移測試。因此，本發(fā)明將導向、附加載荷支撐與位移測試結合在一起，減少了位移測試的附加連接機構。
文檔編號F15B15/28GK102705301SQ20121019303
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權日2012年6月13日
發(fā)明者張文杭, 王心逸, 石鋼 申請人:上海應用技術學院