專利名稱：一種位移檢測裝置及具有該位移檢測裝置的油缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種便捷且運(yùn)行可靠的位移檢測裝置及具有該位移檢測裝置的油缸。
背景技術(shù)：
目前檢測物體直線位移的方式有很多種，如利用超聲波測距、激光測距、拉繩傳感器及磁致伸縮傳感器等測量測量活塞桿相對于油缸缸筒的位移。如專利申請 CN200510115754及CN03153106，均為內(nèi)置拉繩式位移傳感器油缸，拉繩式位移傳感器固定在油缸缸筒上，拉繩固定在活塞桿上，通過拉繩式位移傳感器來感測拉繩距離，得出油缸位移量。又如專利申請CN200910214536采用外置式的油缸位移傳感器，其采用了與油缸等長的測量桿，測量桿固定在活塞桿上，隨活塞桿一起運(yùn)動，從而測量活塞桿相對于油缸缸筒的位移。再如專利申請CN03259344屬于內(nèi)置磁致伸縮位移傳感器的油缸。上述各方案成本較高，安裝較復(fù)雜，且維護(hù)不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本實(shí)用新型的第一目的在于提供一種便捷且運(yùn)行可靠的位移檢測裝置，用于檢測往復(fù)運(yùn)動物體的直線位移，其包括與往復(fù)運(yùn)動物體接觸的滾輪裝置、用于感測滾輪裝置的滾動角度的角度傳感器、控制器、位置感測器；位置感測器，用于在往復(fù)運(yùn)動物體運(yùn)動到預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)位置時，生成并發(fā)送清零觸發(fā)信息；控制器，用于根據(jù)角度傳感器感測的滾動角度及預(yù)設(shè)的往復(fù)運(yùn)動物體的基準(zhǔn)位置，確定往復(fù)運(yùn)動物體的直線位移；并在接收到清零觸發(fā)信息時，將滾動角度清零。進(jìn)一步地，往復(fù)運(yùn)動物體為油缸活塞桿；位置感測器包括壓差發(fā)訊器；壓差發(fā)訊器的兩端分別連接油缸的兩個油口，基準(zhǔn)位置位于兩個油口之間，在油缸活塞桿運(yùn)動到基準(zhǔn)位置時，兩個油口分別連通油缸有桿腔與油缸無桿腔；壓差發(fā)訊器用于在油缸活塞桿運(yùn)動到基準(zhǔn)位置時，確定油缸有桿腔與油缸無桿腔之間的壓差值大于預(yù)設(shè)值，且發(fā)送清零觸發(fā)信息。進(jìn)一步地，位置感測器還包括兩個節(jié)流閥；壓差發(fā)訊器的兩端一一對應(yīng)連接兩個節(jié)流閥的第一端，兩個節(jié)流閥的第二端一一對應(yīng)連接兩個油口。進(jìn)一步地，滾輪裝置包括滾輪及滾輪支架；滾輪支架固定安裝在油缸缸體外壁上， 用于將滾輪放置在接觸油缸活塞桿的位置。進(jìn)一步地，滾輪支架包括外殼、滾輪連接件及彈性元件；滾輪連接件為T形，滾輪連接件的底端與滾輪的滾軸連接，頂面與外殼形成密封腔；彈性元件設(shè)置在外殼與滾輪連接件之間的密封腔內(nèi)，用于將滾輪緊壓在油缸活塞桿上。進(jìn)一步地，角度傳感器固定在外殼上，角度傳感器與滾輪接觸。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和不足，本實(shí)用新型的第二目的在于提供一種具有上述位移檢測裝置的油缸。[0010]本實(shí)用新型實(shí)施例中的控制器通過在往復(fù)運(yùn)動物體運(yùn)動到預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)位置時對滾輪裝置的角位移進(jìn)行清零，糾正了感測件，如滾輪，在運(yùn)動過程中的累計(jì)誤差，提高運(yùn)行的可靠性；同時，該位移檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，安裝、維修、調(diào)整方便。

圖1所示為本實(shí)用新型位移檢測裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型位移檢測裝置實(shí)施例包括滾輪裝置、角度傳感器2、控制器3及油壓壓差檢測裝置。其中，滾輪裝置固定安裝于油缸缸體上；滾輪裝置包括滾輪11及滾輪支架12，該滾輪支架12包括外殼121、滾輪連接件122、彈性元件123(如彈簧)；滾輪連接件122為T 形，其底端與滾輪11的滾軸連接，頂面與外殼121形成密封腔，彈性元件123設(shè)置在該密封腔內(nèi)，將滾輪11緊壓在油缸活塞桿上，這樣活塞桿在伸縮運(yùn)動時，可帶動滾輪11前后滾動。 角度傳感器2用來檢測滾輪11滾動的角度和角速度?？刂破?根據(jù)角度傳感器2感測角度和角速度，即可得出活塞桿的直線位移。然而滾輪11長時間滾動后會產(chǎn)生累計(jì)計(jì)量誤差，為修正這種誤差，在根據(jù)角度傳感器2感測角度計(jì)算活塞桿的直線位移時，采用了偏移量的形式，該偏移量對應(yīng)基準(zhǔn)位置，該基準(zhǔn)位置的檢測由油壓壓差檢測裝置來完成，詳見下面的解釋說明。油壓壓差檢測裝置安裝于油缸缸體外壁上，包括壓差發(fā)訊器41及兩個節(jié)流閥42。 壓差發(fā)訊器41的一端通過一個節(jié)流閥42連接缸D 口，另一端通過另一個節(jié)流閥42連接缸 C 口，用來檢測油缸C 口和油缸D 口之間的壓差值?；鶞?zhǔn)位置設(shè)置在C 口和油缸D 口之間， 當(dāng)活塞桿運(yùn)動到該基準(zhǔn)位置時，油缸C 口和油缸D 口分別連通有桿腔及無桿腔。預(yù)先設(shè)置一個值，該預(yù)設(shè)值小于當(dāng)活塞桿運(yùn)動到該基準(zhǔn)位置時油缸C 口與油缸D 口之間的壓力差值。 這樣，當(dāng)活塞桿運(yùn)動到該基準(zhǔn)位置時壓差發(fā)訊器41導(dǎo)通，產(chǎn)生一電信號(可稱為清零觸發(fā)信息)，輸出給控制器3。控制器3在接收到清零觸發(fā)信息時，將角度傳感器2檢測的滾輪 11的滾動角度，即下述公式(1)中的θ清零。油缸活塞桿的位移和速度的計(jì)算公式如下L= θ R+L0 (1)V=CoR (2)其中，R為滾輪11的半徑，θ為滾動角度；ω為滾動角速度，L及V分別為活塞桿的位移與速度，L0為基準(zhǔn)位置對應(yīng)的偏移量，如為活塞桿回縮時，活塞位于油口 C和D之間時，壓差發(fā)訊器41產(chǎn)生清零觸發(fā)信息時的位置。如設(shè)置在活塞桿往縮回油缸的方向運(yùn)動時對累計(jì)誤差進(jìn)行修正，則可以在壓差發(fā)訊器41設(shè)置一個合適的正值作為預(yù)設(shè)值。當(dāng)活塞桿往縮回油缸的方向運(yùn)動時，油缸A 口通高壓油，B 口接回油路，即油缸有桿腔通高壓油，油缸無桿腔通低壓油，當(dāng)活塞桿的活塞頭運(yùn)動到油缸C 口和D 口之間時，C 口處通高壓油，D 口處通低壓油，壓差發(fā)訊器42會比較壓差值與預(yù)設(shè)值后產(chǎn)生一個清零觸發(fā)信息；控制器3在檢測到該清零觸發(fā)信息時將θ清零，即活塞運(yùn)動到基準(zhǔn)位置時，活塞桿的位移為k。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述位移檢測裝置實(shí)施例可以應(yīng)用于活塞桿以外的往復(fù)運(yùn)動物體直線位移的測量；相應(yīng)地，壓差發(fā)訊器42為優(yōu)選特征，還可以采用其他位置感測器，如接近開關(guān)；節(jié)流閥42是為了過濾壓差噪聲，為優(yōu)選特征；滾輪裝置中彈性元件的設(shè)置為優(yōu)選方案；滾輪支架12由外殼121及滾輪連接件122等構(gòu)成為優(yōu)選特征。本實(shí)用新型各裝置實(shí)施例通過采用滾輪裝置及角度傳感器感測油缸活塞桿的位移，并結(jié)合壓差發(fā)訊器對位移進(jìn)行校正，提高了位移檢測的精度，應(yīng)用上述位移檢測裝置的油缸，具有成本低，結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護(hù)簡單及工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種位移檢測裝置，用于檢測往復(fù)運(yùn)動物體的直線位移，其特征在于，包括與所述往復(fù)運(yùn)動物體接觸的滾輪裝置、用于感測所述滾輪裝置的滾動角度的角度傳感器( 、控制器(3)、位置感測器；所述位置感測器，用于在所述往復(fù)運(yùn)動物體運(yùn)動到預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)位置時，生成并發(fā)送清零觸發(fā)信息；所述控制器(3)，用于根據(jù)所述角度傳感器( 感測的滾動角度及預(yù)設(shè)的所述往復(fù)運(yùn)動物體的基準(zhǔn)位置，確定所述往復(fù)運(yùn)動物體的直線位移；并在接收到所述清零觸發(fā)信息時， 將所述滾動角度清零。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移檢測裝置，其特征在于，所述往復(fù)運(yùn)動物體為所述油缸活塞桿；所述位置感測器包括壓差發(fā)訊器Gl)；所述壓差發(fā)訊器Gl)的兩端分別連接油缸的兩個油口，所述基準(zhǔn)位置位于所述兩個油口之間，在所述油缸活塞桿運(yùn)動到所述基準(zhǔn)位置時，所述兩個油口分別連通油缸有桿腔與油缸無桿腔；所述壓差發(fā)訊器Gl)用于在所述油缸活塞桿運(yùn)動到所述基準(zhǔn)位置時，確定所述油缸有桿腔與油缸無桿腔之間的壓差值大于預(yù)設(shè)值，且發(fā)送所述清零觸發(fā)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位移檢測裝置，其特征在于，所述位置感測器還包括兩個節(jié)流閥0 ；所述壓差發(fā)訊器Gl)的兩端一一對應(yīng)連接所述兩個節(jié)流閥0 的第一端，所述兩個節(jié)流閥0 的第二端一一對應(yīng)連接所述兩個油口。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求2或3所述的位移檢測裝置，其特征在于，所述滾輪裝置包括滾輪(11)及滾輪支架(1 ；所述滾輪支架(1 固定安裝在油缸缸體外壁上，用于將所述滾輪(11)放置在接觸所述油缸活塞桿的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位移檢測裝置，其特征在于，所述滾輪支架(1 包括外殼 (121)、滾輪連接件(122)及彈性元件(123)；所述滾輪連接件(12 為T形，所述滾輪連接件(12 的底端與所述滾輪(11)的滾軸連接，頂面與所述外殼(121)形成密封腔；所述彈性元件(12 設(shè)置在所述外殼(121)與所述滾輪連接件(12 之間的密封腔內(nèi)，用于將所述滾輪(11)緊壓在所述油缸活塞桿上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的位移檢測裝置，其特征在于，所述角度傳感器( 固定在所述外殼(121)上，所述角度傳感器(2)與所述滾輪(11)接觸。
7.一種油缸，其特征在于，包括如上述權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的位移檢測裝置，其中，所述往復(fù)運(yùn)動物體為油缸活塞桿。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種位移檢測裝置及具有該位移檢測裝置的油缸，其中，該位移檢測裝置，用于檢測往復(fù)運(yùn)動物體的直線位移，其包括與往復(fù)運(yùn)動物體接觸的滾輪裝置、用于感測滾輪裝置的滾動角度的角度傳感器、控制器、位置感測器；位置感測器，用于在往復(fù)運(yùn)動物體運(yùn)動到預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)位置時，生成并發(fā)送清零觸發(fā)信息；控制器，用于根據(jù)角度傳感器感測的滾動角度及預(yù)設(shè)的往復(fù)運(yùn)動物體的基準(zhǔn)位置，確定往復(fù)運(yùn)動物體的直線位移；并在接收到清零觸發(fā)信息時，將滾動角度清零。本實(shí)用新型位移檢測裝置運(yùn)行可靠，且安裝使用便捷，成本較低。
文檔編號F15B19/00GK202220774SQ20112025147
公開日2012年5月16日 申請日期2011年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月16日
發(fā)明者劉立新, 王軍, 鄧侃 申請人:三一重工股份有限公司