專(zhuān)利名稱(chēng)：位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器，特別是涉及一種用于盾構(gòu)千斤頂?shù)奈灰苽鞲衅鳌?br> 如圖3所示，現(xiàn)有的盾構(gòu)千斤頂位移傳感器具有一種單滾輪的結(jié)構(gòu)，它包括一安裝在轉(zhuǎn)軸上并與千斤頂柱塞1摩擦接觸的滾輪2；一支架3；一與滾輪2同軸聯(lián)動(dòng)的光電編碼器4；一安裝在轉(zhuǎn)軸上并與滾輪2的一個(gè)側(cè)面接觸的磁鋼5；一作用于支架3底部的彈簧6；一托板7；以及從托板7伸出并插入支架3底部定位孔中的兩個(gè)定向銷(xiāo)8。其基本的工作原理是將此傳感器放置在千斤頂柱塞1與管壁9之間，靠磁鋼5的吸力及彈簧6的彈性力將滾輪2壓在千斤頂柱塞1上。當(dāng)千斤頂作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力矩帶動(dòng)滾輪2滾動(dòng)，通過(guò)與滾輪2同軸聯(lián)動(dòng)的光電編碼器4就可以檢測(cè)到千斤頂柱塞1的位移。
這樣的結(jié)構(gòu)存在的主要問(wèn)題是摩擦力矩不夠大，因而在盾構(gòu)姿態(tài)變動(dòng)時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)漏計(jì)現(xiàn)象。利用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)不可能進(jìn)一步增大摩擦力矩，其原因是1.如果通過(guò)增大彈簧的彈性力來(lái)增大摩擦力矩，則光電編碼器的軸承的徑向負(fù)荷增大，影響其使用壽命；2.如果通過(guò)增大磁鋼的尺寸(如厚度、直徑等)來(lái)增大摩擦力矩，則受到空間的限制；3.如果想通過(guò)選擇磁鋼的參數(shù)(如選取最大磁能積)來(lái)增大磁鋼的吸力進(jìn)而增大摩擦力矩，則因?yàn)槭艿浆F(xiàn)有技術(shù)水平的限制，不能達(dá)到所需的參數(shù)值(現(xiàn)有的單滾輪式位移傳感器已經(jīng)選用了目前磁鋼所能達(dá)到的最佳參數(shù)值)。
因此，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種利用現(xiàn)有的磁鋼即可進(jìn)一步增大摩擦力矩從而克服漏計(jì)現(xiàn)象的位移傳感器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種雙滾輪結(jié)構(gòu)的位移傳感器，包括安裝在轉(zhuǎn)軸上并與千斤頂柱塞摩擦接觸的滾輪；一支架；一與滾輪同軸聯(lián)動(dòng)的光電編碼器；一安裝在轉(zhuǎn)軸上并與滾輪接觸的磁鋼；一作用于支架底部的彈簧；以及一托板，其中，與千斤頂柱塞摩擦接觸的滾輪是兩個(gè)，它們分別與磁鋼的兩個(gè)側(cè)面相接觸。
所述位移傳感器還包括從托板伸出并插入支架底部定位孔中的若干個(gè)定向銷(xiāo)。定向銷(xiāo)與其定位孔之間采取具有較大間隙的松配合。
所述滾輪可以是圓柱形的，也可以是圓錐形的。
經(jīng)試驗(yàn)，在本實(shí)用新型的雙滾輪式位移傳感器中，雖然磁鋼的尺寸、外形和參數(shù)都沒(méi)變，彈簧的彈力也沒(méi)變，但滾輪與千斤頂之間的摩擦力矩是原來(lái)單滾輪結(jié)構(gòu)的兩倍，因而大大減少了漏計(jì)現(xiàn)象。
另外，由于本實(shí)用新型采用雙滾輪結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)騎在千斤頂上，因而可以起到定向作用，而且其定向精度大大優(yōu)于原來(lái)的單滾輪結(jié)構(gòu)。于是，就可以放松定向銷(xiāo)與定位孔的間隙，從而避免產(chǎn)生定向銷(xiāo)卡住的現(xiàn)象。
下面將結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)描述本實(shí)用新型的位移傳感器的較佳實(shí)施例，從中可以更清楚地了解本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理。附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的雙滾輪式位移傳感器的示意圖；圖2是該雙滾輪式位移傳感器的磁路示意圖；圖3是已有技術(shù)的單滾輪式位移傳感器的示意圖；圖4是該單滾輪式位移傳感器的磁路示意圖。
參見(jiàn)圖1，根據(jù)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的盾構(gòu)千斤頂位移傳感器采用的是一種雙滾輪的結(jié)構(gòu)，它包括安裝在一轉(zhuǎn)軸上并與千斤頂柱塞1摩擦接觸的兩個(gè)滾輪2a、2b；一支架3；一與滾輪2同軸聯(lián)動(dòng)的光電編碼器4；一安裝在轉(zhuǎn)軸上并位于兩個(gè)滾輪2a、2b之間的磁鋼5；一作用于支架3底部的彈簧6；一托板7；以及從托板7延伸并插入支架3底部定位孔中的若干個(gè)定向銷(xiāo)8(雖然在圖中示出了兩個(gè)，但也可以是其它合適的數(shù)量)。
與圖3所示的單滾輪時(shí)位移傳感器相比，在本實(shí)用新型的雙滾輪式位移傳感器中，雖然磁鋼5的尺寸、外形和參數(shù)都沒(méi)變，彈簧6的彈力也沒(méi)變，但滾輪2a、2b與千斤頂柱塞1之間的摩擦力矩是原來(lái)單滾輪結(jié)構(gòu)的兩倍。下面將結(jié)合圖2和4來(lái)解釋其原理。
如圖4所示，在單滾輪結(jié)構(gòu)中，磁力線(xiàn)的大部分從磁鋼5的N極經(jīng)過(guò)作為良導(dǎo)磁體的滾輪2的上部和千斤頂柱塞1，再經(jīng)空氣隙回到磁鋼5的S極。磁力線(xiàn)的另一小部分從磁鋼5的N極經(jīng)過(guò)滾輪2的下部，再經(jīng)空氣隙回到磁鋼5的S極。由于S端的空氣磁阻很大，所以磁鋼5對(duì)千斤頂柱塞1的吸力主要是靠N端的作用。
再請(qǐng)參見(jiàn)圖2，其中示出了本實(shí)用新型的雙滾輪式位移傳感器的磁路。從該圖中可以看到，由于空氣磁阻很大并且滾輪5、千斤頂柱塞1都是良磁導(dǎo)體，所以磁力線(xiàn)絕大部分從磁鋼5的N極依次經(jīng)過(guò)滾輪2a的上部、千斤頂柱塞1和滾輪2b的上部之后回到磁鋼5的S極?；旧蠜](méi)有磁力線(xiàn)經(jīng)過(guò)滾輪2A的下部、空氣隙和滾輪2b的下部。磁鋼5對(duì)千斤頂柱塞1的吸力是靠N極、S極兩端的作用，因此，帶有雙滾輪2a和2b的磁鋼5對(duì)千斤頂?shù)奈κ侵痪哂袉螡L輪2的磁鋼吸力的兩倍。由于力的作用距離沒(méi)變，因而摩擦力矩就是原單滾輪結(jié)構(gòu)的兩倍。
另外，由于本實(shí)用新型采用雙滾輪結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)騎在千斤頂上，因而可以起到定向作用，而且其定向精度大大優(yōu)于原來(lái)的單滾輪結(jié)構(gòu)。因此，甚至不用定向銷(xiāo)8也行。然而，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，仍可以保留定向銷(xiāo)8，但可以放松定向銷(xiāo)8與其定位孔之間的間隙，從而避免產(chǎn)生定向銷(xiāo)8卡住的現(xiàn)象。
以上是以盾構(gòu)的千斤頂傳感器為例來(lái)描述本實(shí)用新型的，但應(yīng)該理解，本實(shí)用新型的位移傳感器能很好地用作其它機(jī)械的千斤頂位移傳感器，也能用作其它導(dǎo)軌形式的位移傳感器。而且，在不偏離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)和精神的基礎(chǔ)上，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員還能作出種種等價(jià)的變型和改動(dòng)，例如，滾輪可以是如上述實(shí)施例中所述的圓柱形狀，也可以是圓錐形的，以使其與千斤頂柱塞的接觸面積更大，運(yùn)行更可靠。但所有諸如此類(lèi)的變型和改動(dòng)均應(yīng)落入所附權(quán)利要求書(shū)限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種位移傳感器，它包括安裝在轉(zhuǎn)軸上并與千斤頂柱塞摩擦接觸的滾輪；一支架；一與滾輪同軸聯(lián)動(dòng)的光電編碼器；一安裝在轉(zhuǎn)軸上并與滾輪接觸的磁鋼；一作用于支架底部的彈簧；以及一托板，其特征在于，與千斤頂柱塞摩擦接觸的所述滾輪是兩個(gè)，它們分別與磁鋼的兩個(gè)側(cè)面相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，它還包括從托板伸出并插入支架底部定位孔中的若干個(gè)定向銷(xiāo)。
3.如權(quán)利要求2所述的位移傳感器，其特征在于，所述定向銷(xiāo)與其定位孔之間可以采取具有較大間隙的松配合。
4.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述滾輪是圓柱形的。
5.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述滾輪是圓錐形的。
專(zhuān)利摘要一種位移傳感器包括:與千斤頂柱塞摩擦接觸的滾輪;一支架;一與滾輪同軸聯(lián)動(dòng)的光電編碼器;一固定于滾輪的磁鋼;一作用于支架底部的彈簧;以及一托板,其中,與千斤頂柱塞摩擦接觸的滾輪是兩個(gè),它們分別固定在磁鋼的兩個(gè)側(cè)面上。借助本實(shí)用新型的雙滾輪式位移傳感器,可以在磁鋼的尺寸、外形和參數(shù)以及彈簧的彈力保持不變的情況下,使?jié)L輪與千斤頂之間的摩擦力矩增大到原來(lái)單滾輪結(jié)構(gòu)的兩倍,因而大大減少了漏計(jì)現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G01B21/02GK2365644SQ99225849
公開(kāi)日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1999年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月4日
發(fā)明者何寶林, 金秀蘭 申請(qǐng)人:上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院