一種手持式角位移測頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種手持式角位移測頭，屬于測量儀器技術(shù)領域。它包括外殼、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(cè)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(cè)面中心線處。本實用新型手持式角位移測頭測量靈敏度高，具有角秒級的測量靈敏度。本實用新型的手持式角位移測頭用于測量齒輪、蝸輪、蝸桿等回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)角，屬于非接觸式測量，具有良好的性能穩(wěn)定性。
【專利說明】
-種手持式角位移測頭
技術(shù)領域
[0001 ]本實用新型設及測量儀器技術(shù)領域，具體是一種手持式角位移測頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 盡管近年來電、液傳動取得長足發(fā)展，但機械傳動在許多領域仍然保持不可取代 的優(yōu)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(lián)接，同步運動，同步檢 測。運種獨立安裝傳感器的測量方式存在一定的局限性，W風電行業(yè)中的風力發(fā)電為例，其 最末端驅(qū)動裝置的大型滿輪副往往無法安裝傳統(tǒng)的傳感器，因而無法直接精確地測量出蝸 輪的實際轉(zhuǎn)角。在精密機械測量系統(tǒng)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，運也就決定了運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。運類角度傳感器往往精度越高，價格也越高。
[0003] 末端無法安裝傳統(tǒng)的傳感器使得蝸輪等末端回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)角測量變的十分困難。在整 個機械系統(tǒng)中，末端回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)角精密測量一直是難W解決的技術(shù)難題和空白.由于機械系 統(tǒng)一般工作環(huán)境惡劣，信號干擾大，自身結(jié)構(gòu)緊湊，導致一般位移傳感器都無法直接嵌入到 產(chǎn)品內(nèi)部進行測量，尤其是精密和超精密的測量，運就嚴重制約了機械系統(tǒng)真正和全面實 現(xiàn)"智能化"的進度。
[0004] 傳統(tǒng)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(shù)，傳感器的測量精度主要通過機械加工的精度來保證的，所W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。運些方式的工藝都比較復雜，成本也較高。在傳感 器的生產(chǎn)過程中，容易受到現(xiàn)場微小粉塵、油污和水氣的干擾，運就難W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(shù)，受國外技術(shù)的限制，價格昂貴，交 貨周期長，運就迫切地需要研究新的角度傳感器，進而擺脫國外的技術(shù)封鎖。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種手持式角位移測頭。
[0006] 本實用新型的目的可W通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] -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，Ξ者對稱安裝 在外殼前側(cè)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(cè)面中屯、線處。
[000引作為優(yōu)選，外殼在測量時與被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)存在偏屯、。
[0009] 作為優(yōu)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 安裝在外殼中屯、線處，傳感器1和3W中屯、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。
[0010] 作為優(yōu)選，單片機接收來自Ξ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(zhuǎn)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(nèi)徑為R，傳感器1所測間隙為si，傳感器2所 巧順隙最大值為S2max，最小值為S2min，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1，縱向距離為m，經(jīng)過計算，最后得到被測齒輪(蝸輪、蝸桿等）的角位移Θ。結(jié) 構(gòu)參數(shù)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：
[0011]
[0012] 作為優(yōu)選，顯示屏由于顯示單片機計算出的被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的角位移。
[0013] 本實用新型的有益效果：
[0014] 1、本發(fā)明的測量方式屬于非接觸式測量，操作簡單、靈活，結(jié)構(gòu)簡單，受外界環(huán)境 影響小。適用于由于采用蝸輪等末端回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)角測量。
[0015] 2、本發(fā)明手持式角位移測頭測量靈敏度高，具有角秒級的測量精度。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本實用新型剖視圖。
[0018] 圖中：1、被測齒輪(蝸輪、蝸桿等），2、高精度霍爾線位移傳感器1，3、單片機，4、顯 示屏，5、手柄，6、高精度霍爾線位移傳感器2，7、高精度霍爾線位移傳感器3，8、外殼。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0020] 如圖1和圖2所示，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，Ξ者對稱安裝在外殼前側(cè)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(cè)面中屯、線處。
[0021] 如圖1所示，外殼在測量時與被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)存在偏屯、。
[0022] 如圖1所示，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 安裝在外殼中屯、線處，傳感器1和3W中屯、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。
[0023] 如圖1所示，單片機接收來自Ξ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(zhuǎn)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(nèi)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S2max，最小值為S2min，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1，縱向距離為m，經(jīng)過計算，最后得到被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的角位移Θ。 結(jié)構(gòu)參數(shù)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：
[0024]
[0025] 如圖1所示，顯示屏由于顯示單片機計算出的被測齒輪(蝸輪、蝸桿等)的角位移。
【主權(quán)項】
1. 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(cè)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(cè)面中心線處。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式角位移測頭，其特征在于，所述外殼在測量時與被測齒 輪存在偏心。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式角位移測頭，其特征在于，所述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的間隙。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式角位移測頭，其特征在于，所述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(zhuǎn)換為被測齒輪的角位移。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式角位移測頭，其特征在于，所述顯示屏由于顯示單片機 計算出的被測齒輪的角位移。
【文檔編號】G01B7/30GK205619872SQ201620162663
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】章劉沙, 王偉, 周姣
【申請人】安徽理工大學