[發(fā)明專利]測(cè)量水平螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直線位移量的鉛垂式數(shù)顯電子測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810073656.0
• 申請(qǐng)日: 2008-07-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101308010A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李廣金;石堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林市晶瑞傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/02
• 分類號(hào): G01B7/02;G01C9/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸夢(mèng)云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及長(zhǎng)度測(cè)量裝置，具體是測(cè)量水平螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直線位移量的鉛垂式數(shù)顯電子測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的功能，與其它可以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)相比具有降速比大，在轉(zhuǎn)角很大的情況下，可得到很小的直線位移量的特點(diǎn)，在現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)下，很容易實(shí)現(xiàn)高的傳動(dòng)精度和定位精度，是精密儀器和設(shè)備中廣泛應(yīng)用的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。為了定量地測(cè)量直線位移量，現(xiàn)在廣泛采用的是直接測(cè)量其直線位移的長(zhǎng)度測(cè)量裝置，如直線光柵，磁柵，感應(yīng)同步器等。也有通過(guò)測(cè)量回轉(zhuǎn)角度，然后通過(guò)比例轉(zhuǎn)換來(lái)間接得到直線位移量的裝置，如編碼盤(pán)，刻度盤(pán)等；但這些測(cè)量裝置都存在一個(gè)安裝位置必須保證與螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向平行和同心的問(wèn)題，否則會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差；同時(shí)在使用現(xiàn)場(chǎng)還存在不方便維護(hù)的問(wèn)題。也有公司針對(duì)水平螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，推出了手輪重垂表指示器，基于重力的原理，在內(nèi)部設(shè)計(jì)有一個(gè)自由擺動(dòng)的重垂，帶動(dòng)齒輪系統(tǒng)將擺動(dòng)的動(dòng)作傳送到指針，再通過(guò)專用刻度盤(pán)指示傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的直線位移量，該裝置雖然降低了與螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝位置要求，但需專用刻度盤(pán)配套使用也降低了產(chǎn)品的靈活性。且齒輪、指針、刻度盤(pán)讀數(shù)指示系統(tǒng)亦限制了測(cè)量精度的提高；影響產(chǎn)品的普及推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠測(cè)量水平螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直線位移量的鉛垂式數(shù)顯電子測(cè)量裝置，這種測(cè)量裝置具有測(cè)量數(shù)據(jù)數(shù)顯化、安裝方便、高精度、低功耗特性，并且維護(hù)容易的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明鉛垂式數(shù)顯電子測(cè)量裝置，它包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的重力加速度傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和設(shè)置在殼體表面的按鍵控制裝置、顯示單元等，殼體為支撐保護(hù)構(gòu)件，重力加速度傳感器與數(shù)據(jù)處理單元線纜或無(wú)線傳輸連接，數(shù)據(jù)處理單元與按鍵控制裝置和顯示單元電連接，另在殼體上設(shè)有或不設(shè)快速裝、卸裝置和電磁屏蔽裝置與防塵防水裝置。

所述的重力加速度傳感器為采用類同水平傾角檢測(cè)的傳感器，如硅微電容式、硅微壓電式、硅微熱電偶式、硅微諧振式或硅微光波導(dǎo)式等加速度傳感器或者膜電位式、圓容柵式水平、傾角傳感器等，通過(guò)對(duì)地球重力敏感的加速度傳感器測(cè)量螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)水平轉(zhuǎn)軸相對(duì)于鉛垂位置的轉(zhuǎn)角的方法來(lái)獲得轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度電子信息，并輸出到數(shù)據(jù)處理單元。

所述的數(shù)據(jù)處理單元為MCU(微處理器)，根據(jù)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律獲得角度與直線位移的比值關(guān)系，經(jīng)MCU數(shù)據(jù)處理得到直線位移量并產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)數(shù)字顯示信息。

所述的按鍵控制裝置主要用于基準(zhǔn)零位的設(shè)定，不同轉(zhuǎn)換比例關(guān)系的選取和顯示控制等。

所述的顯示單元為L(zhǎng)CD或LED，將數(shù)據(jù)處理裝置輸出信息通過(guò)在殼體上端面、斜面設(shè)置的多個(gè)讀數(shù)窗口顯示。

所述的快速裝、卸裝置為強(qiáng)力磁吸附或快裝卡。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)由于重力加速度傳感器是采用了類同水平傾角檢測(cè)的傳感器如膜電位式、圓容柵式水平傾角傳感器，對(duì)水平設(shè)置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角進(jìn)行相對(duì)于鉛垂線的轉(zhuǎn)動(dòng)量檢測(cè)，在一個(gè)局部范圍內(nèi)，測(cè)量裝置在不同位置的重力鉛垂線可認(rèn)為是相互平行的，因而測(cè)量到回轉(zhuǎn)軸相對(duì)于鉛垂線轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角與測(cè)量裝置所處的位置無(wú)關(guān)，測(cè)量裝置的檢測(cè)器件不需與回轉(zhuǎn)軸軸心同心，從而從根本上降低對(duì)測(cè)量裝置的安裝要求。

(2)本發(fā)明采用重力慣性加速度傳感器來(lái)對(duì)水平設(shè)置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角進(jìn)行相對(duì)于在鉛垂線轉(zhuǎn)動(dòng)量的電子檢測(cè)，在獲得電信號(hào)參數(shù)的同時(shí)，利用螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的方式具有降速比大的特性，即在轉(zhuǎn)角很大的情況下，可得到很小的直線位移量，選用普通靈敏度的傳感器即能獲得較高的直線位移分辨率，同時(shí)可減少振動(dòng)引起測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的影響，為測(cè)量數(shù)顯化和實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量打下基礎(chǔ)。

(3)本發(fā)明采用MCU(微處理器)來(lái)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可充分發(fā)揮MCU可編程的特性和計(jì)算能力，方便地進(jìn)行不同導(dǎo)程的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)角度和直線位移的比例系數(shù)轉(zhuǎn)換，增加產(chǎn)品的適應(yīng)性，同時(shí)，利用MCU的存儲(chǔ)功能標(biāo)記螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的空回量，并在數(shù)字顯示時(shí)進(jìn)行扣減，使顯示值更接近實(shí)際位移狀態(tài)，提高產(chǎn)品的實(shí)用性。

(4)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置多個(gè)斜面放置的讀數(shù)窗口方式，更加方便于讀數(shù)。