本發(fā)明涉及智能傳感器生產(chǎn)制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、拉繩傳感器屬于長度傳感器的一種，又稱位移傳感器、拉線傳感器、拉繩電子尺，用以精確測量線性位置，量程從幾百毫米至十幾米不等。

2、拉繩傳感器通常由殼體、卷簧、卷線輪、測長鋼絲繩和測長電子單元組成，通常轉(zhuǎn)軸上設(shè)置軸承安裝在殼體上，轉(zhuǎn)軸與卷線輪直接連接通過頂絲、銷或鍵傳動，當(dāng)拉動測長線帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時(shí)，傳感器內(nèi)的測長電子單元感知轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過計(jì)算得到測長線拉出的長度。回收測長鋼絲繩時(shí)，卷簧力通過轉(zhuǎn)軸傳遞給卷線輪，利用彈性帶動卷線輪反向轉(zhuǎn)動，從而將鋼絲繩收回。為保證測量精度和測長一致性，要求測長線在每次拉出相同長度時(shí)，所對應(yīng)的卷線輪即轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度要一致，這就要求繞線必須良好。

3、但當(dāng)需要測量更高的吊車臂高度或者其它機(jī)械高度的工況時(shí)，則需要拉繩傳感器采用較長的線纜，使得卷線輪直徑增大繞線增多，整體質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量增加，對卷線輪與轉(zhuǎn)軸的連接及傳動造成帶來壓力，也增加了卷線輪運(yùn)行過程中的擺動，另外由于實(shí)際工況中吊車臂抖動等原因會進(jìn)一步加劇擺動。所以現(xiàn)有的軸系結(jié)構(gòu)卷線輪運(yùn)行時(shí)擺動會十分明顯，影響繞線效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種繞線效果好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)卷線輪的穩(wěn)定傳動，該拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)包括包括：

2、第一軸傳動裝置：用以實(shí)現(xiàn)卷線輪與卷簧之間的穩(wěn)定傳動，包括套設(shè)在卷簧倉蓋的中空軸外的卷線軸；

3、第二軸傳動裝置：用以實(shí)現(xiàn)卷線輪與電子組件之間的穩(wěn)定傳動，包括插設(shè)于卷簧倉蓋的中空軸內(nèi)的蝸桿軸。

4、進(jìn)一步地，所述中空軸安裝或一體成型于卷簧倉蓋中心處，其長度小于所述蝸桿軸，并大于卷線軸。

5、進(jìn)一步地，所述卷簧設(shè)置在由所述卷簧倉蓋與拉繩傳感器殼體扣接形成的卷簧倉中，并且其內(nèi)鉤勾接安裝于伸入所述卷簧倉的所述卷線軸上部，其外鉤勾接安裝于所述卷簧倉蓋內(nèi)壁。

6、進(jìn)一步地，所述卷線軸呈階梯軸狀，內(nèi)部開設(shè)階梯臺型空腔，且在所述階梯臺型空腔與所述中空軸之間空間內(nèi)安裝有第一傳動配件，在卷線軸軸肩與拉繩傳感器殼體之間的空間內(nèi)安裝有第二傳動配件。

7、進(jìn)一步地，所述蝸桿軸中空，其下端設(shè)有長扁位，上端通過蝸輪蝸桿與電子組件傳動連接。

8、進(jìn)一步地，所述蝸桿軸的長扁位的上部分與表面纏繞測長線纜的卷線輪中心的扁位孔固定連接，所述長扁位的下部分通過螺母擰緊或通過銷釘與外置排線機(jī)構(gòu)傳動連接。

9、進(jìn)一步地，所述電子組件設(shè)置在由電子倉蓋扣接在卷簧倉蓋上形成的電子倉內(nèi)，所述電子組件包括pcb板、設(shè)置在pcb板上的處理器芯片和磁感應(yīng)芯片以及安裝在蝸輪蝸桿一端且相對于所述磁感應(yīng)芯片設(shè)置的磁鐵。

10、進(jìn)一步地，所述蝸桿軸上端設(shè)有一導(dǎo)電滑環(huán)，所述導(dǎo)電滑環(huán)一端與pcb板連接，所述測長線纜的內(nèi)端在固定于所述卷線輪后沿所述卷線輪的導(dǎo)線孔穿出后，伸入所述蝸桿軸中空腔內(nèi)與所述導(dǎo)電滑環(huán)的另一端連接，所述測長線纜的外端設(shè)置拉環(huán)和信號端子，所述信號端子用以與外部限位開關(guān)連接進(jìn)而通過所述測長線纜傳遞限位開關(guān)信號到pcb板上的處理器芯片。

11、進(jìn)一步地，所述軸系結(jié)構(gòu)的組裝步驟包括：

12、將卷線軸正向放置在工裝上固定后在軸肩處安裝第三軸承；

13、安裝殼體到卷線軸上，將卷簧放入殼體中，并將卷簧的內(nèi)鉤與卷線軸上的凹槽勾接，卷簧的外鉤與殼體上的凸起勾接進(jìn)行初定位；

14、將帶有卷簧倉蓋扣接在殼體上，使中空軸向下穿出卷線軸，調(diào)節(jié)卷簧倉蓋與殼體的相對位置，使卷簧的外鉤與卷簧倉蓋上的凸起勾接，完成再定位后，采用螺釘連接卷簧倉蓋與殼體，并且在卷線軸的階梯型空腔內(nèi)壁與卷簧倉蓋的中空軸外壁之間依次壓入第一軸承、軸套和第二軸承后安裝軸用擋圈密封；

15、蝸桿軸向下穿出卷簧倉蓋的中空軸，并且在中空軸下端與蝸桿軸之間壓入無油襯套，在蝸桿軸下端安裝擋圈；

16、安裝卷線輪，倒置后采用螺絲將卷線輪與卷線軸進(jìn)行鎖附，使卷線輪中心的扁位孔與蝸桿軸下端的長扁位連接，最后在蝸桿軸上端安裝蝸輪蝸桿，在卷簧倉蓋上表面安裝電子組件后通過電子倉蓋扣接，并進(jìn)行涂抹潤滑油和封膠處理，完成的軸系結(jié)構(gòu)組裝。

17、進(jìn)一步地，帶有該軸系結(jié)構(gòu)的拉繩傳感器應(yīng)用于高空作業(yè)車進(jìn)行監(jiān)控的步驟如下：

18、所述拉繩傳感器固定于高空作業(yè)車主臂架上，將所述測長線纜外端的所述拉環(huán)與待測伸縮臂連接，當(dāng)所述伸縮臂進(jìn)行伸縮動作時(shí)帶動所述測長線纜伸縮進(jìn)而帶動所述卷線輪轉(zhuǎn)動，在所述卷線輪轉(zhuǎn)動過程中通過所述第一軸傳動裝置帶動所述卷簧進(jìn)行收放，同時(shí)通過所述第二軸傳動裝置帶動所述蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動，所述蝸輪蝸桿在轉(zhuǎn)動時(shí)帶動所述磁鐵轉(zhuǎn)動，所述磁感應(yīng)芯片通過檢測磁場變化進(jìn)而檢測轉(zhuǎn)動的角度，并且由pcb板上的處理器芯片進(jìn)行換算得到最終的長度，并且由接線端口輸出到車載控制器；

19、對于需要進(jìn)行行程限位的情況，通過所述測長線纜作為限位開關(guān)信號的傳輸線，在固定好限位開關(guān)后，將所述限位開關(guān)的輸出端與所述測長線纜外端的信號端子連接，所述測長線纜的另一端則通過導(dǎo)電滑環(huán)與pcb板上的處理器芯片連接，當(dāng)待測伸縮臂伸縮長度觸發(fā)所述限位開關(guān)后，所述處理器芯片收到所述限位開關(guān)的開關(guān)信號進(jìn)而發(fā)送到車載控制器進(jìn)行報(bào)警或急停。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

21、一、繞線一致性好、精度高

22、相較于現(xiàn)有的拉繩傳感器軸系結(jié)構(gòu)采用卷線輪直接附在轉(zhuǎn)軸上的方式，本發(fā)明的兩個(gè)子軸系結(jié)構(gòu)采用分離式設(shè)計(jì)，通過固定的中空軸將第一軸傳動裝置與第二軸傳動裝置在空間上隔離開來，卷線輪分別通過第一軸傳動裝置使卷線輪與卷簧平穩(wěn)傳動，采用第二軸傳動裝置使卷線輪與蝸輪蝸桿和電子組件平穩(wěn)傳動，同時(shí)由于中空軸具有一定的長度，能夠同時(shí)對卷線軸和蝸桿軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動限位，有效防止了在轉(zhuǎn)動過程中的相對晃動，保證卷簧力和蝸桿軸力的穩(wěn)定傳動，有效提高了繞線一致性。

23、二、安裝方便、結(jié)構(gòu)巧妙

24、本發(fā)明的兩個(gè)子軸系結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)通過插接和套接的方式進(jìn)行安裝，在組裝時(shí)受到中空軸、擋圈、軸承的限位作用能夠保證安裝精度，同時(shí)各部件配合簡單也便于組裝，提高組裝效率。

25、三、便于擴(kuò)展

26、本發(fā)明在蝸桿軸下端預(yù)留了連接外置排線裝置的扁位和銷孔，能夠進(jìn)行功能擴(kuò)展，當(dāng)采用外置排線裝置配合軸系結(jié)構(gòu)進(jìn)行繞線時(shí)能夠進(jìn)一步提升繞線一致性，提高測量精度，能夠使測量精度達(dá)到0.4％。

27、四、適配限位開關(guān)工況

28、本發(fā)明采用中空的蝸桿軸，配合導(dǎo)電滑環(huán)以及測長線纜，通過信號端子將限位開關(guān)的信號發(fā)送到pcb板上的處理器芯片中進(jìn)而實(shí)現(xiàn)報(bào)警和急停等操作，巧妙地利用了測長線纜能夠傳遞電信號的性能來適配限位開關(guān)工況。

技術(shù)特征：

1.一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，該軸系結(jié)構(gòu)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中空軸(15)安裝或一體成型于卷簧倉蓋(4)中心處，其長度小于所述蝸桿軸(13)，并大于卷線軸(17)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述卷簧設(shè)置在由所述卷簧倉蓋(4)與拉繩傳感器殼體(6)扣接形成的卷簧倉中，并且其內(nèi)鉤勾接安裝于伸入所述卷簧倉的所述卷線軸(17)上部，其外鉤勾接安裝于所述卷簧倉蓋(4)內(nèi)壁。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述卷線軸(17)呈階梯軸狀，內(nèi)部開設(shè)階梯臺型空腔，且在所述階梯臺型空腔與所述中空軸(15)之間空間內(nèi)安裝有第一傳動配件，在卷線軸(17)軸肩與拉繩傳感器殼體(6)之間的空間內(nèi)安裝有第二傳動配件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蝸桿軸(13)中空，其下端設(shè)有長扁位，上端通過蝸輪蝸桿(12)與電子組件傳動連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蝸桿軸(13)的長扁位的上部分與表面纏繞測長線纜(9)的卷線輪(7)中心的扁位孔固定連接，所述長扁位的下部分通過螺母擰緊或通過銷釘與外置排線機(jī)構(gòu)傳動連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電子組件設(shè)置在由電子倉蓋(1)扣接在卷簧倉蓋(4)上形成的電子倉內(nèi)，所述電子組件包括pcb板(2)、設(shè)置在pcb板(2)上的處理器芯片和磁感應(yīng)芯片以及安裝在蝸輪蝸桿(12)一端且相對于所述磁感應(yīng)芯片設(shè)置的磁鐵。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蝸桿軸(13)上端設(shè)有一導(dǎo)電滑環(huán)(10)，所述導(dǎo)電滑環(huán)(10)一端與pcb板(2)連接，所述測長線纜(9)的內(nèi)端在固定于所述卷線輪(7)后沿所述卷線輪(7)的導(dǎo)線孔(8)穿出后，伸入所述蝸桿軸(13)中空腔內(nèi)與所述導(dǎo)電滑環(huán)(10)的另一端連接，所述測長線纜(9)的外端設(shè)置拉環(huán)和信號端子，所述信號端子用以與外部限位開關(guān)連接進(jìn)而通過所述測長線纜(9)傳遞限位開關(guān)信號到pcb板(2)上的處理器芯片。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸系結(jié)構(gòu)的組裝步驟包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，其特征在于，帶有該軸系結(jié)構(gòu)的拉繩傳感器應(yīng)用于高空作業(yè)車進(jìn)行監(jiān)控的步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)，用以實(shí)現(xiàn)卷線輪的穩(wěn)定傳動，該拉繩傳感器的軸系結(jié)構(gòu)包括包括：第一軸傳動裝置：用以實(shí)現(xiàn)卷線輪與卷簧之間的穩(wěn)定傳動，包括套設(shè)在卷簧倉蓋的中空軸外的卷線軸；第二軸傳動裝置：用以實(shí)現(xiàn)卷線輪與電子組件之間的穩(wěn)定傳動，包括插設(shè)于卷簧倉蓋的中空軸內(nèi)的蝸桿軸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有運(yùn)行擺動小、繞線一致性好、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉岳,冉龍,張同興,夏正亞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：直川科技（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21