專利名稱：柔性位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及位移傳感器，尤其涉及一種柔性位移傳感器。
目前市場(chǎng)上多見到的長(zhǎng)位移傳感器為差動(dòng)變壓器式直線位移傳感器，如無(wú)錫市傳感器廠生產(chǎn)的TD－1型油動(dòng)機(jī)行程傳感器，TDZ－1A－80型組合位移傳感器和TDZ－1型中頻位移傳感器等。這類傳感器都具有導(dǎo)軌及測(cè)量移動(dòng)桿結(jié)構(gòu)并用交流供電。因此，這類傳感器除了位移測(cè)量范圍窄、易受干擾等缺點(diǎn)外，其最大缺點(diǎn)在于由于其導(dǎo)軌直桿結(jié)構(gòu)只能進(jìn)行定向位移量的測(cè)量，而不能對(duì)諸如電桿加荷后產(chǎn)生的變形引起的位移變化的同時(shí)，伴隨方向改變的撓度量(即變形后兩點(diǎn)之間的弦長(zhǎng))進(jìn)行測(cè)量。
為了解決已有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型提供一種柔性位移傳感器，其主要目的在于解決對(duì)于位移變化的同時(shí)伴隨方向改變的兩點(diǎn)之間的位移量進(jìn)行測(cè)量。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種位移測(cè)量范圍寬、分辨率高、抗干擾性能強(qiáng)的柔性位移測(cè)量傳感器。
本實(shí)用新型提供的一種柔性位移傳感器，它包括一旋軸電位器；一螺旋滑輪；一彈性構(gòu)件；一柔性弦；一心軸；一圓柱形套筒和一殼體，其特征在于，所述旋軸電位器固定在所述殼體內(nèi)；所述螺旋滑輪套固于所述旋軸電位器的旋軸上；所述螺旋滑輪的圓柱面的外表面制有螺紋槽，所述柔性弦纏繞于所述螺紋槽內(nèi)，其一端固定于所述螺旋滑輪上，其另一端自由伸出所述殼體；所述圓柱形套筒可轉(zhuǎn)動(dòng)地套合于所述心軸上，所述心軸固定于所述殼體內(nèi)并使所述圓柱形套筒處于能使所述柔性弦沿所述螺紋槽進(jìn)出運(yùn)動(dòng)的位置上；所述彈性構(gòu)件設(shè)置在當(dāng)所述柔性弦通過其自由伸出殼體的另一端沿所述螺紋槽和所述圓柱形套筒外表面拉出并帶動(dòng)所述旋軸電位器旋轉(zhuǎn)時(shí)使所述螺旋滑輪受到一回復(fù)力的位置上。
如上構(gòu)成的本實(shí)用新型的柔性位移傳感器不僅能測(cè)量位移變化的同時(shí)其方向也發(fā)生變化的兩點(diǎn)之間的位移量，而且還具有測(cè)量范圍寬、分辨率高、抗干擾性能強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型。


圖1為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖示圖；圖2為圖1右殼體打開時(shí)的右示圖。
參見圖1、圖2，該兩圖為本實(shí)用新型柔性位移傳感器的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖示圖。由圖可見該實(shí)施例的柔性位移傳感器包含旋軸電位器1，軸承2，心軸3，套筒4，螺旋滑輪5，軸套6，統(tǒng)機(jī)走條7，柔性鋼弦8，電氣插座9，位移測(cè)量連接頭13，和殼體15組成。旋軸電位器1固定于殼體15內(nèi)左側(cè)空間。軸套6呈圓形，通過其底部的中心開孔滑套在旋軸電位器1的旋軸1a的底部并將軸套6固定于殼體1或與殼體1相聯(lián)的支架上。螺旋滑輪5呈一端開口的圓筒形，其另一端中心部分向外側(cè)突出一具有中心通孔的圓柱體5a，螺旋滑輪5通過圓柱體5a的中心通孔套合于旋軸電位器1的旋軸1a上并用螺釘銷件等緊固件將其固定于旋軸1a的端部。螺旋滑輪5的外圓柱面上制有螺紋槽，柔性鋼弦8纏繞于所述螺紋槽內(nèi)，其一端固定于所述螺旋滑輪5上。其另一端自由伸出殼體15。軸承2設(shè)置在圓形軸套6的外圓周面與圓筒形螺旋滑輪5的開口端的內(nèi)表面之間。套筒4滑套在心軸3上，心軸3的兩端固定于殼體15上并使套筒4的外周面與螺旋滑輪5的外周面之間的最近距離小于柔性鋼弦的直徑，以便當(dāng)柔性鋼弦8拉出或收回帶動(dòng)螺旋滑輪5旋轉(zhuǎn)時(shí)始終沿所述螺紋槽運(yùn)動(dòng)而不致脫離螺紋槽形成亂繞引起測(cè)量誤差。統(tǒng)機(jī)走條7俗稱“發(fā)條”為一彈性構(gòu)件，統(tǒng)機(jī)走條7在處于無(wú)回復(fù)力的自然狀態(tài)下使其一端固定于殼體15的內(nèi)壁上，其另一端固定于旋軸電位器1處于起始位置時(shí)的螺旋滑輪5的圓柱體5a上。統(tǒng)機(jī)走條7的作用在于當(dāng)柔性鋼弦8受被測(cè)物體位移向外拉出時(shí)使柔性鋼弦8受到一回復(fù)力，該回復(fù)力一方面使柔性鋼弦8在測(cè)量時(shí)處于繃緊狀態(tài)而避免了測(cè)量誤差，另一方面當(dāng)測(cè)量完畢后使傳感器鋼弦8自動(dòng)收回并帶動(dòng)旋軸電位器1回到起始零位上。電氣插座9設(shè)于殼體15上，供給旋軸電位器1的電力和因電位器阻值隨被測(cè)位移量而變化的信號(hào)均從該插座9進(jìn)出。位移測(cè)量連接頭13設(shè)置在靠近螺旋滑輪5的殼體15上，它由一中心與殼體15內(nèi)部溝通的并固定于殼體外部的圓桿10和一帶有拉環(huán)12的與柔性鋼弦8的自由伸出端固定連接的接線頭11組成。
測(cè)量某物體上的任一幾何點(diǎn)的位移時(shí)，只要將柔性傳感器的連接頭10上的拉環(huán)固定于被測(cè)幾何點(diǎn)，不管該幾何點(diǎn)在位移變化的同時(shí)其方向如何變化，均可測(cè)出該運(yùn)動(dòng)幾何點(diǎn)的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)之間的位移量。
上面詳細(xì)說(shuō)明了本實(shí)用新型的柔性位移傳感器一較佳實(shí)施例的各部件的功能結(jié)構(gòu)及其相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)和位移測(cè)量原理。按照上述實(shí)施例所揭示的構(gòu)成原理在結(jié)構(gòu)上可做種種變化。如旋軸電位器1可為單圈或多圈電位器，柔性鋼弦8也可用其它尼龍等材料的柔性弦來(lái)代替，統(tǒng)機(jī)走條7可為一般螺旋彈簧或特殊的恒力彈簧構(gòu)成。軸承2、軸套6的設(shè)置是為了減少旋軸1a所受的扭力矩與本實(shí)用新型目的無(wú)直接聯(lián)系。軸承2、軸套6也可省去不用，此時(shí)可將螺旋滑輪5反套固于旋軸1a的底部而使旋軸1a所受扭力矩也不大，同時(shí)螺旋滑輪5也可做成一般實(shí)心滑輪結(jié)構(gòu)套固于旋軸1a上。統(tǒng)機(jī)走條7也可代之設(shè)置在圓筒形螺旋滑輪5的內(nèi)空間，并使其一端固定于滑輪5的內(nèi)周壁上，另一端固定于相對(duì)于殼體15不動(dòng)的構(gòu)件如軸套6上。電氣插座9和位移測(cè)量連接頭10均是為了使用上的方便性，它們與本實(shí)用新型的主要發(fā)明目的也無(wú)直接聯(lián)系。又如，套筒4的外表面與滑輪5的外表面的最小距離，在使用尼龍弦代替柔性綱弦8時(shí)，由于尼龍弦的剛性很小而不能用上述距離要求來(lái)加以限定。
因此，上述圖1和圖2所示實(shí)施例不能限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型所要求保護(hù)的實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)將由所附權(quán)利要求書加以限定。
權(quán)利要求1.一種柔性位移傳感器，它包括一旋軸電位器；一螺旋滑輪；一彈性構(gòu)件；一柔性弦；一心軸；一圓柱形套筒和一殼體，其特征在于，所述旋軸電位器固定在所述殼體內(nèi)；所述螺旋滑輪套固于所述旋軸電位器的旋軸上；所述螺旋滑輪的圓柱面的外表面制有螺紋槽，所述柔性弦纏繞于所述螺紋槽內(nèi)，其一端固定于所述螺旋滑輪上，其另一端自由伸出所述殼體；所述圓柱形套筒可轉(zhuǎn)動(dòng)地套合于所述心軸上，所述心軸固定于所述殼體內(nèi)并使所述圓柱形套筒處于能使所述柔性弦沿所述螺紋槽進(jìn)出運(yùn)動(dòng)的位置上；所述彈性構(gòu)件設(shè)置在當(dāng)所述柔性弦通過其自由伸出殼體的另一端沿所述螺紋槽和所述圓柱形套筒外表面拉出并帶動(dòng)所述旋軸電位器旋轉(zhuǎn)時(shí)，使所述螺旋滑輪受到一回復(fù)力的位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述螺旋滑輪可為一端開口的圓筒形，其另一端中心部分向外側(cè)突出一具有中心通孔的圓柱體，所述螺旋滑輪通過該圓柱體的中心通孔套固于所述旋軸電位器的旋軸上。
3.如權(quán)利要求2所述的位移傳感器，其特征在于，可在所述螺旋滑輪的圓筒形內(nèi)與所述旋軸電位器的旋軸之間設(shè)置一圓形軸套，所述軸套固定于所述殼體內(nèi)并通過其中心開孔滑動(dòng)配合地套合于所述旋軸電位器的旋軸上，在所述圓形軸套的外圓周面上與所述螺旋滑輪的圓筒形內(nèi)表面之間可進(jìn)一步設(shè)置一軸承。
4.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述彈性構(gòu)件可為一統(tǒng)機(jī)走條，所述統(tǒng)機(jī)走條在處于無(wú)回復(fù)力的自然狀態(tài)下其一端固定于所述殼體上，其另一端固定于所述旋軸電位器處于起始位置時(shí)的所述螺旋滑輪的所述圓柱體上。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的位移傳感器，其特征在于，在靠近所述螺旋滑輪端的所述殼體上，可設(shè)有一供柔性弦進(jìn)出的位移測(cè)量連接頭，所述測(cè)量連接頭可由一中心與所述殼體內(nèi)部溝通的并固定于所述殼體外部的圓桿和一帶有拉環(huán)的與所述柔性弦另一端固定連接的接線頭組成；在靠近所述旋軸電位器一側(cè)的所述殼體上可設(shè)有所述旋軸電位器與外部電氣連接用的電氣插座。
專利摘要一種柔性位移傳感器，構(gòu)成如下，一旋軸電位器固定在一殼體內(nèi)；一螺旋滑輪套固于旋軸電位器的旋軸上；一柔性弦纏繞在螺旋滑輪上的螺紋槽內(nèi)；一套筒、心軸機(jī)構(gòu)引導(dǎo)柔性弦在螺紋槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)；一彈性構(gòu)件如統(tǒng)機(jī)走條設(shè)置在螺旋滑輪與殼體或相對(duì)于殼體不動(dòng)的構(gòu)件上使柔性弦拉出帶動(dòng)旋軸電位器旋轉(zhuǎn)時(shí)受到一回復(fù)力。如上構(gòu)成的柔性位移傳感器不僅測(cè)量范圍寬、無(wú)干擾、分辨率高、而且能測(cè)量變位移變方向的位移量。
文檔編號(hào)G01B7/02GK2175407SQ93245539
公開日1994年8月24日 申請(qǐng)日期1993年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月29日
發(fā)明者李堃武, 許云林, 張定憲 申請(qǐng)人:上海新衛(wèi)自動(dòng)化設(shè)備工程公司