[發明專利]基于霍爾傳感器的長度測量設備

在審

• 申請號: 201410503956.3
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104236438A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 廖曙光;周偉
• 申請（專利權）人: 湖南湘瑞智能工控設備有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 姚迎新

技術領域

本發明涉及機械領域，具體涉及起重機、正面吊、高空車等臂架伸縮長度的測量。

背景技術

在工程機械及其他工業設備上，如泵車、起重機、隨車吊、正面吊、高空作業車等均需要對其機械臂的舉升角度和吊繩的長度等進行測量，以完成作業。現有技術的產品是以減速機和多圈電位計配合完成的臂架伸縮長度檢測，由齒輪組組成的減速機，精度會隨著使用次數的增減因齒輪磨損而變差，電位計在使用過程中也會因反復摩擦而出現斷點或接觸不良，產生錯誤數據，影響測量結果。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種測量精度高、使用壽命長的基于霍爾傳感器的長度測量設備。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：基于霍爾傳感器的長度測量設備，包括設置在殼體內的一卷筒，卷筒上纏繞有繩索，所述卷筒固定安裝在一轉軸的一端，該轉軸另一端端面固定設置有一磁鐵，靠近該磁鐵設置有一長度傳感器；通過拉動卷筒上的繩索帶動磁鐵旋轉，所述長度傳感器感應旋轉磁鐵產生的磁場，并將感應信號傳遞至一處理器，該處理器根據磁場變化計算繩索拉動的長度。

作為優選，所述殼體呈中空柱狀，一隔板將該殼體分隔成上、下腔，所述卷筒位于下腔內，所述轉軸通過軸承安裝在隔板上，轉軸所述另一端穿過隔板伸入上腔。

作為優選，所述上腔內安裝有一支架，該支架上固定所述長度傳感器。

作為優選，所述支架包括一固定在隔板上的支座和設置在該支座上的兩支撐臂，轉軸所述另一端伸出該支座，所述支撐臂的長度大于轉軸所述另一端伸出該支座的伸出長度，所述長度傳感器跨接于該兩支撐臂上。

作為優選，所述長度傳感器包括一外殼、設置在外殼內的電路板、集成在該電路板上的霍爾電路和設置在外殼上的霍爾芯片，所述霍爾芯片感應旋轉磁鐵產生的磁場，所述霍爾電路檢測所述芯片的磁場變化，并將變化數據輸送至所述處理器。

作為優選，所述磁鐵位于霍爾芯片的正下方。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、本發明采用無接觸式的傳感器測量數據，可以防止測量設備出現磨損，提高使用壽命和可靠性。

2、本發明還可使用掉電檢測和連續數據存儲，去除原有產品上的減速機構，減少因減速機構的公差帶來的數據誤差，以及減速機構使用中的磨損帶來的更大的誤差。

3、采用磁場感應的方式測量長度，而不是電信號，可以有效隔離電源電壓沖擊、電氣干擾等帶來的數據誤差；同時磁場信號也不容易受溫度、壓力、濕度等外部因素干擾。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明長度測量時的示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1、圖2詳細介紹本發明基于霍爾傳感器的長度測量設備，其包括設置在殼體1內的一卷筒2，卷筒上纏繞有繩索3，所述卷筒固定安裝在一轉軸4的一端，該轉軸另一端端面固定設置有一磁鐵5，磁體采用圓柱結構，其徑向充磁；靠近該磁鐵設置有一長度傳感器6；通過拉動卷筒上的繩索帶動磁鐵旋轉，所述長度傳感器感應旋轉磁鐵產生的磁場，并將感應信號傳遞至一處理器（圖中未示出），該處理器根據磁場變化計算繩索拉動的長度。具體來說，所述長度傳感器6包括一外殼61、設置在外殼內的電路板62、集成在該電路板上的霍爾電路和設置在外殼上的霍爾芯片63，所述霍爾芯片感應旋轉磁鐵產生的磁場，所述霍爾電路檢測所述芯片的磁場變化，并將變化數據輸送至所述處理器；當繩索拉動卷筒轉動時，磁鐵跟隨轉動，成為轉子，由于霍爾芯片固定安裝，作為定子，這樣就形成了相對的旋轉運動，霍爾電路感應芯片表面的磁場變化，從而計算出角度變化；通過累計角度變化，可以計算出卷筒的整個轉動角度，再換算成卷筒周長，就可以算出繩索的拉動長度，即繩索的運動距離。

在實施過程中，所述磁鐵應位于霍爾芯片的正下方，且兩者應保持適當的距離。本發明在長度測量時采用無接觸式的傳感器測量數據，可以防止測量設備出現磨損，提高使用壽命和可靠性。而，現有技術的產品一般使用1~2年后，常會出現因磨損而導致的斷點和接觸不良，斷點導致數據跳變，接觸不良導致數據失真，而本發明的產品不存在以上問題；且現有技術的產品在使用一段時間后，減速機的齒輪因為磨損而出現跳齒、滑齒等，數據也更加失真，嚴重影響測量精度。