本實用新型涉及一種機械技術領域，尤其涉及一種能減小摩擦，靈活度高的自由軸芯結構及帶自由軸芯結構的位移傳感器。

背景技術：

一般在機械設計中，軸芯都是用于固定物件的，尤其在氣缸設計中，如專利申請?zhí)枮?01320609797.6的一種氣缸的專利申請中，氣缸內設置有轉子，轉子包括軸芯和鐵芯，且軸芯設置在鐵芯的內部，通過控制軸芯來固定鐵芯，當軸芯前后運動或者轉動時，軸芯所受到的摩擦力大，對于一些小型的精密性測量儀器，如位移傳感器中，由于精密性要求高，其內部的阻力應盡量減小，方可提高精密儀器的精度，現(xiàn)有技術中，鐵芯一般都在軌道中運動，而鐵芯運動中會與軌道壁產(chǎn)生一個很大的摩擦，這樣大大影響了位移傳感器的測量精度，如何設置軸芯與鐵芯的位置關系，有效減小鐵芯運動的的摩擦力，是精密儀器設計中需要重點考慮的問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種能夠減小與鐵芯和軌道的摩擦力，在軌道中自由滑動的軸芯結構及帶該自由軸芯結構的位移傳感器。

為了達到上述目的，本實用新型提供一種自由軸芯結構，軸芯自由設置在軌道中，軌道中還設置有鐵芯，所述鐵芯固定在長軸的一端，長軸的另一端向軌道外端延伸，所述鐵芯的橫截面小于軌道的橫截面，所述鐵芯與軸芯在同一軸向的軌道中，且軸芯與鐵芯活動性接觸，所述軌道內設置有供軸芯自由活動的活動區(qū)域。

其中，所述軌道與氣壓泵連接，所述軸芯位于氣壓泵與鐵芯之間，所述氣壓泵驅動軸芯運動，所述軸芯推動鐵芯運動。

其中，所述軸芯采用氧化陶瓷或者有色金屬材料制成。

其中，所述軌道上設置有感應電信號的感應裝置，所述感應裝置上設置有用于傳遞電信號的銅針，所述銅針與外部控制電路電連接。

本實用新型還公開了一種位移傳感器，包括上述中提到的自由軸芯結構，所述自由軸芯結構容置在傳感器的外殼內，所述外殼為空腔體結構，且作為測距探頭的長軸一端固定連接鐵芯，另一端延伸出外殼。

其中，所述軌道上的感應裝置為感應線圈，所述感應線圈設置在軌道外表面，所述感應線圈與銅針電連接，所述銅針與外部控制電路電連接，所述鐵芯切割磁感線，磁感線將產(chǎn)生的電信號傳遞給銅針。

本實用新型的有益效果是：與現(xiàn)有技術相比，本實用新型將軸芯與鐵芯分開設置，軸芯在外部動力源的作用下在活動區(qū)域做直線運動，從而推動鐵芯帶動長軸向前運動，鐵芯在運動過程中，由于距離的變化，軌道上的感應裝置感應到鐵芯運動帶來的變化，并將這種變化轉化成電信號，從而得到測量數(shù)據(jù)，氣壓泵為位移傳感器的動力源，而感應裝置為感應線圈，通過鐵芯切割磁感線得到電信號。本實用新型自由活動的軸芯，帶動鐵芯運動產(chǎn)生位移變化的方式，使軸芯在軌道中能自由運動，推動鐵芯帶動長軸運動，這種運動方式，可以減小鐵芯的的體積，使之在運動中不直接與軌道壁接觸，這樣大大減小了鐵芯運動過程中的摩擦力，使長軸在導軌中運動更為輕便，從而使測量精度更高。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例軸芯和鐵芯分開設置的橫切面示意圖；

圖2為本實用新型實施例鐵芯和長軸關系示意圖 。

主要元器件說明：

1、軸芯 2、鐵芯

3、銅針 4、動力源

5、軌道 6、長軸

7、活動區(qū)域。

具體實施方式

為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。

請參閱圖1-圖2，本實用新型所描述的一種自由軸芯1結構，軸芯1自由設置在軌道5中，軌道5中還設置有鐵芯2，鐵芯2的橫截面小于軌道5的橫截面，即鐵芯2不與軌道5的內壁接觸，鐵芯2與軸芯1在同一軸向的軌道5中，鐵芯2與長軸6的一端固定，長軸6的另一端延伸出軌道5，軸芯1與鐵芯2活動性接觸，軌道5內設置有供軸芯1自由活動的活動區(qū)域7。在本實施例中，軌道5與動力源4連接，軸芯1位于動力源4與鐵芯2之間，動力源4驅動軸芯1運動，軸芯1推動鐵芯2運動。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型將軸芯1與鐵芯2分開設置，軸芯1在外部動力源4的作用下在活動區(qū)域7做直線運動，從而推動鐵芯2帶動長軸向前運動，鐵芯2在運動過程中，由于距離的變化，軌道5上的感應裝置（圖未示）感應到相關變化，并將這種變化轉化成電信號，從而得到測量數(shù)據(jù)。

本實用新型的自由軸芯結構較常運用到位移傳感器中，在位移傳感器中，通過內部位移部件的變化產(chǎn)生電信號，本實施例以一種氣缸式位移傳感器來解釋說明這種自由軸芯結構。

在本實施例中，動力源4為給軌道5提供氣壓的氣壓泵，軌道5與氣壓泵連接，且軌道5上的感應裝置為線圈，線圈圍繞在軌道5的外表面，感應線圈分為初級線圈和次級線圈，初級線圈與次級線圈都與銅針3電連接，軸芯1和鐵芯2都設置在軌道5內，當軌道5內被充入氣體時，由于軸芯1設置在動力源4與鐵芯2之間，且軸芯1容置區(qū)域為專為軸芯1提供的活動區(qū)域，軸芯1很容易在氣壓的推動下向鐵芯2方向運動，當軸芯1與鐵芯2碰撞后，鐵芯2也會跟著運動，由于鐵芯2為導體，故可以切割磁感線，初級線圈與次級線圈相互感應產(chǎn)生電信號，通過銅針3傳入外部控制電路中，從而得到測量的數(shù)據(jù)。

在本實施例中，軸芯1可以采用氧化陶瓷材料制成，氧化陶瓷材料硬度高，在與鐵芯2碰撞過程中，能很好地將力傳導給鐵芯2，且不容易磨損。本實施例中，切割磁感線的是鐵芯2，且鐵芯2與軸芯1分離，故鐵芯2運動過程中摩擦力只與自身相關，大大減小了摩擦力對鐵芯2運動距離的影響，同樣軸芯1為自由結構，可以任意在活動區(qū)域7運動，能夠很好地將氣壓泵傳遞的壓力傳遞給鐵芯2，功耗小，對應小型高精度的測量儀器，鐵芯2與軸芯1分離的結構設計不僅能減小設計體積，還有利于提高測量精度。

針對本實用新型的設計，動力源4還可以為磁性控制件，此時，只需將軸芯1替換成某些能被磁力影響的有色金屬材料即可，且保證軸芯1與該有磁力控制件相排次即可，而感應裝置可以繼續(xù)為線圈，也可以是紅外線探測儀或者其他的裝置，以紅外線探測儀為例，當磁力控制件產(chǎn)生磁力時，軸芯1與該磁力控制件相排斥，從而讓軸芯1往鐵芯2方向運動，此時需保證鐵芯2與軸芯1的材料為不互相吸引也不互相排斥的材料，軸芯1與鐵芯2碰撞，帶動鐵芯2運動，紅外線探測儀接收到鐵芯2的原始位置和開始返回時的最大位置，從而得出位移距離，根據(jù)該位移距離產(chǎn)生對應的信號，通過銅針3傳遞給外部控制電路。

本實用新型的優(yōu)勢在于：

1、軸芯與鐵芯分離，軸芯能在軌道中自由運動，既不增加鐵芯的運動時的重量，也不對鐵芯運動產(chǎn)生太大的影響，從而減小了鐵芯運動時的摩擦力，使鐵芯能更好地運動，提高測量的精度；

2、軸芯不跟鐵芯運動，軸芯運動中的摩擦力也減小了，能更好地將動力源的力傳遞給鐵芯運動；

3、軸芯與鐵芯分離的設計，大大減小了軸芯與鐵芯的結構體積，使整個產(chǎn)品設計更為小巧，方便攜帶和使用。

以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。