[發明專利]一種用于作動軸軸向絕對位移的檢測裝置

無效

• 申請號: 201310684272.3
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103711748A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 鄭會龍;任力永;趙世遷;楊肖芳
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空精密機械研究所
• 主分類號: F15B15/28
• 分類號: F15B15/28
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

技術領域

本發明是一種用于作動軸軸向絕對位移的檢測裝置，屬于行程檢測技術，用于工業自動化機械中氣液壓作動軸絕對位移行程的測量。?

背景技術

作動器是航空、船舶、汽車及工業自動化機械中氣液壓機械結構的最終執行機構，面對EHA（electronic?hydrolic?actuator）等新型作動控制原理及電傳的精度發展，要求具有環保，高可靠性，高控制精度。?

目前現有的需要行程檢測的作動器絕大部分是采用加裝位移傳感器，傳感器置于作動筒平行的外側或內側。外置式的位移傳感器多數仍然為差動變壓移動傳感器，雖穩定性較好，但重量及余度設計均有其局限性，且信號為差壓信號，線圈耗電量大，且需較準確的模數轉化。面對更為穩定準確的數字化控制需求，其應用已顯示出其劣勢。而液壓缸所采用的內置式位移傳感器大致有以下兩種：一種是采用磁致式線性位移傳感器，檢測長度最長不超過6m，且當液壓缸的布置形式為傾斜或水平時，傳感器就會產生一定的自由撓度彎曲而下垂，從而直接影響到行程檢測的精度；另外，它必須且只能安裝于液壓缸上蓋頂部，活塞桿中間也必須要留有用于安裝線性位移傳感器的長孔。鑒于以上因素，這種磁致式線性位移傳感器的應用范圍較為有限。另一種是采用鋼絲繩內置式行程檢測裝置，即將旋轉編碼器與恒力彈簧機構組合成一種能安裝于液壓缸上蓋頂部的裝置，帶動編碼器旋轉的鋼絲繩通過連接螺絲釘與活塞桿頭部連接，隨活塞桿的伸出與縮回而帶動編碼器旋轉，從而檢測出油缸的行程。上述兩種方法所采用的內置式行程檢測裝置不僅外形較大，必須在有充裕的空間方能使用，?而且安裝過程較為麻煩，特別是在檢修時，需將液壓缸上蓋打開，整個過程費工費時。?

發明內容

本發明正是針對上述現有技術中存在的不足而設計提供了一種用于作動軸軸向絕對位移的檢測裝置，其目的是利用磁敏傳感器檢測技術獲得作動軸唯一的絕對位移量。?

本發明是通過以下技術方案為實現的：?

該種用于作動軸軸向絕對位移的檢測裝置，其特征在于：該裝置包括作動軸(1)和安裝在作動軸(1)一端的環形的感應讀數頭(3)，在作動軸(1)的基體表面成型螺旋線形的磁條(2)，螺旋線形的磁條(2)的螺距大于等于作動軸(1)的行程，作動軸(1)的一端穿過環形的感應讀數頭(3)，沿感應讀數頭(3)的環形外表面以最小安裝間距排列磁敏傳感器(4)，或以大于最小安裝間距的間隔均勻布置磁敏傳感器(4)。?

磁條(2)采用永磁體材料或者磁化材料制造。永磁體材料為銣鐵硼永磁體材料。?

以大于最小安裝間距的間隔均勻布置磁敏傳感器(4)時，相鄰磁敏傳感器(4)之間的間隔距離為3～20mm。?

磁敏傳感器(4)為集成霍爾開關傳感器或集成霍爾線性傳感器。?

位于作動軸(1)一端的感應讀數頭(3)上布置的多個磁敏傳感器(4)圍繞作動軸(1)組成環形陣列結構，因作動軸(1)基體表面的螺旋線形磁條(2)的螺距大于等于作動軸(1)的行程，其在作動軸底面上投影的角度值是一個唯一特定值，通過檢測到螺旋磁條(2)上經過磁敏傳感器(4)環形陣列的點的信號，并得到該點在作動軸底面(1)上的投影與初始位置之間的夾角角度值，就唯一地獲得了作動軸(1)的絕對位移量。?

本發明技術方案的優點是：?

該絕對位移的檢測方法實現了氣液壓作動軸結構件與傳感器的?集成設計，與傳統的差動變壓移動位置傳感器和現有相關技術方案相比，具有的重量輕、實施過程簡便、易維護和成本低的優點。?

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；?

圖2為本發明的絕對位移與對應角度換算關系示意圖。?

圖3為本發明的環形讀數頭檢測裝置結構示意圖?

具體實施方式

以下將結合附圖和實施例對本發明技術方案作進一步地詳述：?

參見附圖1～3所示，該種用于作動軸軸向絕對位移的檢測裝置，其特征在于：該裝置包括作動軸1和安裝在作動軸1一端的環形的感應讀數頭3，在作動軸1的基體表面成型螺旋線形的磁條2，螺旋線形的磁條2的螺距大于等于作動軸1的行程，作動軸1的一端穿過環形的感應讀數頭3，沿感應讀數頭3的環形外表面以最小安裝間距排列磁敏傳感器4，或以大于最小安裝間距的間隔均勻布置磁敏傳感器4。?

所述螺旋線形的實現方式可以在作動軸1的基體表面加工螺旋線形槽，該螺旋線形槽可以是螺紋槽，螺紋槽加工為常規加工，采用普通車床就可以完成，然后在槽內填充磁條2。?