[發明專利]一種手持式角位移測頭

在審

• 申請號: 201610120595.3
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105737731A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 章劉沙;王偉;周姣
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及測量儀器技術領域，具體是一種手持式角位移測頭。

背景技術

盡管近年來電、液傳動取得長足發展，但機械傳動在許多領域仍然保持不可取代的優勢。而機械傳動大都是采用獨立的位移傳感器與被測部件相聯接，同步運動，同步檢測。這種獨立安裝傳感器的測量方式存在一定的局限性，以風電行業中的風力發電為例，其最末端驅動裝置的大型渦輪副往往無法安裝傳統的傳感器，因而無法直接精確地測量出蝸輪的實際轉角。在精密機械測量系統中常見的角位移傳感器大都離不開精密的沿空間等分刻劃分度，這也就決定了這些傳感器既不能做得非常小，又不能找到具有替代功能的特種材料。這類角度傳感器往往精度越高，價格也越高。

末端無法安裝傳統的傳感器使得蝸輪等末端回轉件轉角測量變的十分困難。在整個機械系統中,末端回轉件轉角精密測量一直是難以解決的技術難題和空白.由于機械系統一般工作環境惡劣,信號干擾大,自身結構緊湊,導致一般位移傳感器都無法直接嵌入到產品內部進行測量,尤其是精密和超精密的測量,這就嚴重制約了機械系統真正和全面實現“智能化”的進度。

傳統的角位移傳感器如光柵、磁柵、容柵、球柵、電柵等，都是基于空間精密刻劃技術，傳感器的測量精度主要通過機械加工的精度來保證的，所以要想提高測量精度，就必須依靠增加柵格密度和提高柵格加工精度。這些方式的工藝都比較復雜，成本也較高。在傳感器的生產過程中，容易受到現場微小粉塵、油污和水氣的干擾，這就難以保證傳感器的可靠性和抗干擾能力。尤其是光柵和磁柵都是依靠國外技術，受國外技術的限制，價格昂貴，交貨周期長，這就迫切地需要研究新的角度傳感器，進而擺脫國外的技術封鎖。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的缺陷，提供一種手持式角位移測頭。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種手持式角位移測頭，包括外殼、高精度霍爾線位移傳感器、單片機、顯示屏、手柄，其特征在于，所述外殼呈圓弧形。所述高精度霍爾線位移傳感器設有3個，三者對稱安裝在外殼前側面。所述單片機安裝在外殼上方。所述顯示屏安裝在外殼上方。所述手柄安裝在外殼后側面中心線處。

作為優選，外殼在測量時與被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)存在偏心。

作為優選，3個高精度霍爾線位移傳感器與外殼的連接方式為螺紋連接，傳感器2安裝在外殼中心線處，傳感器1和3以中心線對稱安裝，3個高精度霍爾線位移傳感器分別測量所處位置處測頭與被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的間隙。

作為優選，單片機接收來自三個高精度傳感器的線位移信號并通過測頭工作原理將測量的線位移轉換為被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的角位移，被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的外徑為r，被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的齒高為h，測頭內徑為R，傳感器1所測間隙為s₁，傳感器2所測間隙最大值為s_2max，最小值為s_2min，傳感器3所測間隙為s₃，傳感器1、傳感器3距離傳感器2的橫向距離為l，縱向距離為m，經過計算，最后得到被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的角位移θ。結構參數與傳感器所測間隙s及被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的角位移θ之間的關系為：