[發明專利]一種雙余度旋轉伸縮軸的線位移檢測裝置

有效

• 申請號: 201710922648.8
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107643062B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 牛濤;董輝立;張少軍;劉偉;周海平
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

本發明公開了一種雙余度旋轉伸縮軸的線位移檢測裝置，該線位移檢測裝置將軸的旋轉伸縮運動轉化為線性運動，從而對其進行線位移接觸式檢測，解決了旋轉伸縮軸的線位移不便檢測的問題，巧妙利用連桿、軸承等結構實現功能，結構緊湊可靠，為具有余度功能的傳動結構的小型化提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及一種雙余度旋轉伸縮軸的線位移檢測裝置，可應用于航空、航天等需要檢測旋轉伸縮軸的線位移的高可靠伺服系統中，屬于機電伺服領域。

背景技術

機電作動器因傳動精度高，響應速度快和易于維護等優點被廣泛應用在伺服領域。機電作動器在工作時需要進行線位移閉環控制，通常使用板片式線位移傳感器、LVDT式傳感器等采集機電作動器線位移信號，這類型簡單的線位移傳感器只能對直線運動的軸進行線位移檢測。隨著機電作動器種類增多，結構復雜化，有時因為輸出形式和結構布局的原因，需要測量邊轉動邊伸縮的軸的線位移信號，傳統的簡單的位移傳感器已經不能滿足這樣的檢測要求。

發明內容

本發明的技術解決問題：為克服現有技術的不足，提供一種雙余度旋轉伸縮軸的線位移檢測裝置，為伺服系統提供更可靠的線位移信號反饋。

本發明的技術解決方案：

一種雙余度旋轉伸縮軸的線位移檢測裝置，包括旋轉伸縮軸、第一軸承、第一軸用彈性擋圈、傳感器連桿、小端蓋、第二軸承、第二軸用彈性擋圈、第二連桿、關節軸承、冗余傳感器、傳感器安裝座和傳感器蓋板，

旋轉伸縮軸與第一軸承的內圈連接，第一軸用彈性擋圈安裝在旋轉伸縮軸的溝槽內，限制第一軸承內圈的移動；第一軸承的外圈與傳感器連桿的內圓面連接，并通過小端蓋壓緊，小端蓋固定在傳感器連桿的端面上；第二軸承的內圈與傳感器連桿頂端的圓面配合；

第二軸用彈性擋圈安裝在傳感器連桿的溝槽內，壓緊第二軸承的內圈，限制其軸向移動，第二軸承的外圈與傳感器殼體的滑槽間隙配合，使得第二軸承可以在傳感器殼體的滑槽內滑動，限制傳感器連桿隨著旋轉伸縮軸旋轉；第二連桿安裝到傳感器連桿的頂端，第二連桿兩內孔內安裝有兩個關節軸承；冗余傳感器的測桿與關節軸承內圈配合，并固連到關節軸承上；

傳感器安裝座安裝在傳感器安裝殼體上，冗余傳感器固定在傳感器安裝座上，兩套冗余傳感器并聯布置，冗余傳感器的測桿可隨著第二連桿的移動在冗余傳感器殼體內滑動；傳感器蓋板通安裝到傳感器安裝殼體上，對線位移檢測裝置進行密封。

傳感器連桿頂端加工有圓形凸臺，凸臺上有螺紋孔，第二連桿下端開有圓形沉槽，第二連桿通過下端的圓形沉槽與傳感器連桿的圓形凸臺配合，左端由孔內臺階定位，右端由金屬壓邊成形定位。

第一軸承內圈與旋轉伸縮軸過渡配合，使二者之間沒有相關運動，第一軸承外圈與傳感器連桿內圓面間隙配合。

冗余傳感器的測桿與關節軸承間隙配合，并通過螺母墊圈組件緊固，使冗余傳感器的測桿與關節軸承內圈沒有相對運動。

旋轉伸縮軸可以帶動傳感器連桿做線性運動，旋轉伸縮軸與傳感器連桿之間也可以相對轉動；傳感器連桿通過第一軸承在滑槽內滑動，從而限制傳感器連桿的轉動。

傳感器連桿與兩套冗余傳感器通過關節軸承及螺母墊圈組件連接，冗余傳感器通過傳感器安裝座安裝在殼體上，旋轉伸縮軸的旋轉直線運動轉化為冗余傳感器桿的伸縮運動，冗余傳感器輸出兩路電信號，得到旋轉伸縮軸的線位移信號。

本發明與現有技術相比具有如下有益效果：

(1)本發明通過旋轉伸縮軸的旋轉運動，將旋轉伸縮運動轉化為線性運動，從而對其進行線位移接觸式檢測，解決了旋轉伸縮軸的線位移不便檢測的問題，巧妙利用連桿、軸承等結構實現功能，結構緊湊可靠，為具有余度功能的傳動結構的小型化提供技術支撐；

(2)本發明將兩套LVDT線位移傳感器并聯布置，輸出兩路線位移信號，具有雙余度功能；