專利名稱：角度和/或距離測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量領域，特別涉及角度、距離等的測量。
背景技術：
現(xiàn)有的角度、距離檢測裝置幾乎都是采用編碼器，它是一種集光、機、電于一體的數(shù)字化傳感器。按測量方式，編碼器包括旋轉編碼器和直線編碼器。按編碼方式，編碼器包 括絕對編碼器、增量式編碼器和混合式編碼器。旋轉式編碼器測量被測物的角度并將其轉化為脈沖電信號輸出，直線編碼器測量被測物的直線位移并將其轉化為脈沖電信號輸出。絕對式編碼器輸出二進制編碼，增量式編碼器輸出脈沖，同時還進行辯向、零標志及倍頻處理。在現(xiàn)有的PLC控制的程序中都有相應的模擬量處理模塊及高速計數(shù)模塊，用來處理編碼器輸出的脈沖電信號。上述編碼器雖然可以高精度地測量被測物的角度或直線位移量，但由于配置程序復雜，非專業(yè)人員難以進行操作，并且制造成本較高，在一些對生產要求精度不高的場所略顯大才小用。

實用新型內容針對現(xiàn)有技術中所存在的上述技術問題，本實用新型提出了一種角度和/或距離測量裝置，其應用簡單，非專業(yè)人員也可迅速掌握其使用方法，并且制造容易，成本較低。本實用新型提出了一種角度和/或距離測量裝置，包括能轉動的臂架，其具有動力傳輸軸；安裝在臂架上的第一回轉旋轉電位器和第二回轉旋轉電位器；安裝在動力傳輸軸上的動力傳動齒輪；以及電位器傳動齒輪機構，包括用來控制第一回轉旋轉電位器的第一電位器傳動齒輪和用來控制第二回轉旋轉電位器的第二電位器傳動齒輪，其中動力傳動齒輪在同一時間只與第一和第二電位器傳動齒輪中的一個相互哨合。在一個實施例中,動力傳動齒輪構造成一個僅在一半圓周上具有齒的齒輪。在另一個實施例中，動力傳動齒輪包括固定在同一軸上的兩個上、下布置的半片齒輪。動力傳動齒輪的上半片齒輪與第一電位器傳動齒輪位于同一平面，動力傳動齒輪的下半片齒輪與第二電位器傳動齒輪位于同一平面。兩個半片齒輪的朝向相同。在一個優(yōu)選的實施例中，該角度和/或距離測量裝置還包括與第一和第二回轉旋轉電位器相連的處理儀器。該處理儀器還包括用來接收來自電位器的電信號的接收模塊、用來將電信號轉換為數(shù)字信號的轉換模塊，以及用來對數(shù)字信號進行比較和運算的比較運算模塊。根據(jù)本實用新型的角度和/或距離測量裝置操作十分簡單，只需轉動臂架和讀取結果，非專業(yè)人員可以迅速掌握其使用方法；并且其構件簡單，生產制作很方便，成本低廉。
以下結合附圖
來對本實用新型進行詳細的說明。然而應當理解，這些附圖僅用于顯示本實用新型的結構，并不對本實用新型起任何限制作用。圖I是根據(jù)本實用新型的角度和/或距離測量裝置的示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。圖I顯示了根據(jù)本實用新型的角度和/或距離測量裝置20。如圖所示，該裝置20包括臂架I。臂架I包括動力傳動軸7，用來傳遞驅動力。在臂架I上安裝了兩個旋轉電位器，即左回轉旋轉電位器2和右回轉旋轉電位器3。測量裝置20還包括安裝在動力傳動軸7上的動力傳動齒輪4以及以特定方式(下面將具體解釋)與動力傳動齒輪4嚙合的位于左側的電位器傳動齒輪5和位于右側的電位器傳動齒輪6。左側的電位器傳動齒輪5能夠控制調節(jié)左回轉旋轉電位器2,右側的電位器 傳動齒輪6能夠控制調節(jié)右回轉旋轉電位器3。根據(jù)本實用新型，動力傳動齒輪4構造成一個僅在一半圓周上具有齒的齒輪，其與電位器傳動齒輪5和6全部位于同一平面中，且三個齒輪的中心位于同一直線上。由于其僅在一半圓周上具有齒，在同一時刻，單片的動力傳動齒輪4只能與其中一個電位器傳動齒輪形成嚙合。當臂架I向左旋轉時，動力傳動齒輪4的有齒部分與左側的電位器傳動齒輪5形成嚙合，而無齒部分與右側的電位器傳動齒輪6不構成嚙合；當臂架I向右旋轉時，動力傳動齒輪4的有齒部分與右側的電位器傳動齒輪6形成嚙合，而無齒部分與左側的電位器傳動齒輪5不構成嚙合。這樣,臂架I的旋轉通過動力傳動軸7來驅動動力傳動齒輪4旋轉，由于哨合作用，動力傳動齒輪4的旋轉可以帶動電位器傳動齒輪5或6旋轉,從而相應地改變左回轉旋轉電位器2或右回轉旋轉電位器3的電阻值。在另一個實施例中，動力傳動齒輪4設計為固定在同一軸上的兩個上、下布置的半片齒輪，且兩個半片齒輪的朝向相同。其中上半片齒輪與左側的電位器傳動齒輪5處于同一平面中，下半片齒輪與右側的電位器傳動齒輪6處于同一平面中。三個齒輪的中心處于同一直線上。通過這一構造，動力傳動齒輪4在同一時間只與電位器傳動齒輪5和6中的一個形成嚙合。當臂架I向左旋轉時，動力傳動齒輪4通過上半片齒輪與左側的電位器傳動齒輪5形成嚙合，而與右側的電位器傳動齒輪6懸空無接觸；當臂架I向右旋轉時，動力傳動齒輪4通過下半片齒輪與右側的電位器傳動齒輪6形成哨合,而與左側的電位器傳動齒輪5懸空無接觸。同理地，臂架I的旋轉通過動力傳動軸7來驅動動力傳動齒輪4旋轉，由于哨合作用，動力傳動齒輪4的旋轉可以帶動電位器傳動齒輪5或6旋轉,從而相應地改變左回轉旋轉電位器2或右回轉旋轉電位器3的電阻值。本實施例將動力傳動齒輪4設計為雙層結構的一個有利的優(yōu)勢是其可以應用到斗輪堆取料機上，既能夠測量臂架左右運行的旋轉角度，又能夠測量臂架上下運行的俯仰角度，十分方便。下面介紹本實用新型的工作原理在圖I所示的實施例中，設定臂架的水平正前方為零度，當臂架位于此處時設定其處于靜止位置。此時，左回轉旋轉電位器2和右回轉旋轉電位器3均處于始端，即O歐電阻值。當臂架I水平向左旋轉時，臂架I的動力傳動軸7帶動動力傳動齒輪4轉動，動力傳動齒輪4帶動左側的電位器傳動齒輪5轉動，因此左側的電位器傳動齒輪5作用于左回轉旋轉電位器2，使電位器2的電阻值從零開始增大。此時由于動力傳動齒輪4與右側的電位器傳動齒輪6懸空無接觸，右側的電位器傳動齒輪6不工作，因此右回轉旋轉電位器3的電阻值不發(fā)生變化。類似地，本領域的技術人員容易理解臂架向右旋轉時的操作。在本實施例中還設有可編程邏輯控制器(PLC)(圖中未顯示)。待所述的左回轉旋轉電位器2的電阻值穩(wěn)定不再變化后，將該值送入可編程邏輯控制器(PLC)模擬量輸入模塊轉換為0-27648的數(shù)字量(整形數(shù)INTEGER)，在可編程邏輯控制器(PLC)程序內部對相應的信號進行比較、運算時，常需將該信號轉換成實際物理值(本實施例中為角度)。上面以水平角度為例介紹了利用本實用新型的測量裝置的測量操作。容易理解，上述操作也可類似地用于進行俯仰角度的測量。上述水平角度及俯仰角度的測量最終需要在程序中調用功能塊FC105，將該值轉 換成O度-180度的工程量(實數(shù))，經(jīng)PID運算后得到的結果仍為實數(shù)。以上介紹的是測量角度的例子。容易理解，根據(jù)本實用新型的測量裝置可以同樣地用于測量距離。在這種情況下，只需要更改可編程邏輯控制器(PLC)中相應的將電阻值轉換為實際物理量的算法和程序。本實用新型可以應用于所有可編程PLC，只是模擬量模塊及功能模塊隨所使用PLC軟件不同而改變。本實施例采用了電位器的電阻值，根據(jù)需要也可采用電流、電壓、壓力、溫度等其它現(xiàn)場模擬量信號。根據(jù)本實用新型的測量裝置的最大特點是總體結構簡單、成本低廉、現(xiàn)場采用模擬電阻信號避免使用電源、安全可靠、程序簡單以及調試方便。如上所述的本實用新型的測量裝置只是涉及角度、距離檢測。如要輸出模擬量信號控制現(xiàn)場設備的執(zhí)行，則需要使用模擬量輸出模塊及程序轉換的功能模塊。這是本領域的技術人員所容易理解的。雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本實用新型進行了描述，但在不脫離本實用新型的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。本實用新型并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。
權利要求1.一種角度和/或距離測量裝置，包括 能轉動的臂架，其具有動力傳輸軸； 安裝在臂架上的第一回轉旋轉電位器和第二回轉旋轉電位器； 安裝在動力傳輸軸上的動力傳動齒輪；以及 電位器傳動齒輪機構，包括用來控制第一回轉旋轉電位器的第一電位器傳動齒輪和用來控制第二回轉旋轉電位器的第二電位器傳動齒輪， 其中，所述動力傳動齒輪在同一時間只與第一和第二電位器傳動齒輪中的一個相互哨口 O
2.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述動力傳動齒輪構造成一個僅在一半圓周上具有齒的齒輪。
3.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述動力傳動齒輪包括固定在同一軸上的兩個上、下布置的半片齒輪。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述動力傳動齒輪的上半片齒輪與所述第一電位器傳動齒輪位于同一平面，所述動力傳動齒輪的下半片齒輪與所述第二電位器傳動齒輪位于同一平面。
5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述兩個半片齒輪的朝向相同。
6.根據(jù)權利要求I至5中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括與第一和第二回轉旋轉電位器相連的處理儀器。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述處理儀器包括用來接收來自電位器的電信號的接收模塊、用來將電信號轉換為數(shù)字信號的轉換模塊，以及用來對數(shù)字信號進行比較和運算的比較運算模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種角度和/或距離測量裝置，屬于測量領域。所述角度和/或距離測量裝置，包括能轉動的臂架，其具有動力傳輸軸；安裝在臂架上的第一回轉旋轉電位器和第二回轉旋轉電位器；安裝在動力傳輸軸上的動力傳動齒輪；以及電位器傳動齒輪機構，包括用來控制第一回轉旋轉電位器的第一電位器傳動齒輪和用來控制第二回轉旋轉電位器的第二電位器傳動齒輪，其中動力傳動齒輪在同一時間只與第一和第二電位器傳動齒輪中的一個相互嚙合?，F(xiàn)有技術裝置復雜，成本高，對操作人員要求高，而本實用新型成本低廉，裝置簡易，非專業(yè)人員也可迅速掌握使用方法。
文檔編號G01D5/16GK202747996SQ20122046132
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權日2012年9月11日
發(fā)明者肖謀廷, 肖熳 申請人:湖南長重機器股份有限公司