[發明專利]一種拉線長度傳感器及拉線長度測量方法

在審

• 申請號: 201410584286.2
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104596458A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 蔡彧;左帥;王潤澤
• 申請（專利權）人: 徐工集團工程機械股份有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 顏鏑

技術領域

本發明涉及傳感器領域，尤其涉及一種拉線長度傳感器及拉線長度測量方法。

背景技術

隨著工業水平的提高，工業自動化程度越來越高，各種傳感器件應運而生，成為各高端產業和工程設備不可或缺的一部分。其中，拉線長度傳感器也在很多場合都發揮了很重要的作用，例如在起重機伸縮臂控制過程中測量臂架伸出長度、在工業控制過程中測量推桿或油缸行程的位移等。對于一些控制要求較高的場合，將會對拉線長度傳感器提出更高的要求，如測量精度更高、測量數據更穩定、測量更可靠等，因此改善長度傳感器測量精度和可靠性問題就顯得十分必要，同時這也將有助于提高設備的控制性能。

現有的拉線傳感器一般采用傳動轉換機構，如圖1所示為一現有的傳感器結構示意圖。圖中蝸桿a2、測角傳感器a4與卷盤a1固定連接，蝸輪a3與蝸桿a2嚙合連接，測角傳感器a4的軸與蝸輪a3固定連接，鋼絲繩a5的一端與卷盤a1連接，另一端經張緊輪a6后與移動件連接。鋼絲繩a5出線帶動卷盤a1轉動，蝸桿a2和蝸輪a3隨之轉動，帶動測角傳感器a4的軸旋轉并輸出圈數與角度，再由卷盤直徑、鋼絲繩線徑、蝸桿蝸輪傳動比等參數轉換可得到鋼絲繩實際伸出長度，即移動件移動距離。

然而，現有的拉線傳感器存在以下問題：

1、傳動易造成誤差：蝸輪、蝸桿的安裝存在一定間隙，二者嚙合的松緊程度對傳感器的測量精度具有較大的影響，尤其是當轉換傳動比較大時，會撥動蝸輪在間隙范圍內活動，使得輸出測量值的變化較大，且隨著使用時間增加，蝸輪和蝸桿的磨損程度嚴重，間隙增大。

2、測角傳感器易損壞：由于測角傳感器的軸長期受到蝸輪蝸桿傳動引起的徑向力，容易使其損壞、壽命降低，引發可靠性問題。

3、亂繩易造成誤差：對于外盤線式的傳感器，極易出現亂繩現象，即鋼絲繩未按指定卷盤軌跡盤線，而是出現層疊、交叉現象。這樣便會造成長度轉換不準確，產生較大測量誤差。

發明內容

本發明的目的是提出一種拉線長度傳感器及拉線長度測量方法，解決了現有技術中傳動造成誤差、測角傳感器易損壞以及由于亂繩現象易引起測量誤差的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種拉線長度傳感器，包括接觸端、移動端和測量器，其中所述接觸端與導線壓緊接觸導電，所述移動端與所述導線連接導電，所述測量器分別與所述接觸端和所述移動端連接，能夠根據所述接觸端和所述移動端之間的所述導線的電阻值與其長度成定比例關系輸出所述導線的拉出長度。

進一步地，所述測量器包括電信號測量元件和信號轉換元件，所述電信號測量元件能夠測量所述導線的電信號數值，所述信號轉換元件與所述電信號測量元件連接，能夠輸出所述導線的拉出長度。

進一步地，所述接觸端為對輥，所述對輥包括兩個輥子，所述輥子可轉動地安裝于軸上，所述導線穿過所述兩個輥子形成的間隙，且能夠相對于所述對輥運動，所述輥子與所述導線壓緊接觸導電。

進一步地，所述拉線長度傳感器還包括托起裝置，所述托起裝置能夠支撐所述導線。

進一步地，所述拉線長度傳感器還包括卷盤，用于裝載所述導線，所述卷盤中裝有發條。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于上述拉線長度傳感器的拉線長度測量方法，包括：將導線穿過所述拉線長度傳感器的接觸端，使所述導線與所述接觸端壓緊接觸導電，并將所述導線與所述拉線長度傳感器的移動端連接導電，根據所述接觸端和所述移動端之間的所述導線的電阻值與其長度成定比例關系，利用所述拉線長度傳感器的測量器輸出所述導線的拉出長度。

進一步地，所述測量器包括電信號測量元件和信號轉換元件，所述拉線長度測量方法還包括利用所述電信號測量元件測量所述導線的電信號數值，然后根據所述接觸端和所述移動端之間的所述導線的電阻值與其長度成定比例關系，利用所述信號轉換元件輸出所述導線的拉出長度。

進一步地，所述電信號數值包括電阻值、電流值或者電壓值。

基于上述技術方案，本發明提供的拉線長度傳感器，無需齒輪嚙合式的傳動機構和測角傳感器，利用導線的電阻值與其長度成定比例關系的原理，避免了由傳動機構造成的測量誤差及可靠性問題，也不會涉及測角傳感器的軸損壞問題，消除了鋼絲繩亂繩造成的誤差，能夠準確測得導線的拉出長度，并能降低產品成本及維護費用。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為現有技術中拉線長度傳感器的結構示意圖。