專利名稱：帶有位移傳感器的導(dǎo)向套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)向套，尤其是一種具有位移測試功能的導(dǎo)向套。
背景技術(shù)：
在機(jī)械結(jié)構(gòu)中常見的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是由導(dǎo)向桿與導(dǎo)向套組成，其作用僅僅是用于導(dǎo)向桿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向與承受相應(yīng)的非工作附加載荷。如在液壓油缸等的輔助導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中，其作用僅僅是用于導(dǎo)向桿運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向與承受活塞桿的非工作附加載荷。油缸活塞桿的位移還往往需要另外的位移傳感器來進(jìn)行測試。而現(xiàn)有的機(jī)械導(dǎo)向套是無法對(duì)油缸活塞桿的位移進(jìn)行測 試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，該導(dǎo)向套將導(dǎo)向、附加載荷支撐與位移測試結(jié)合在一起，減少了位移測試的附加連接機(jī)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，包括導(dǎo)向套底座、導(dǎo)向套上蓋、導(dǎo)向輪組件、導(dǎo)向套底座、與導(dǎo)向桿配合處的兩側(cè)前、后分別設(shè)有二組導(dǎo)向輪組件，其特點(diǎn)是導(dǎo)向套底座內(nèi)兩側(cè)，二組導(dǎo)向輪組件中間分別安裝有位移測試機(jī)構(gòu)、且位移測試機(jī)構(gòu)的橡膠套與導(dǎo)向桿之間滾動(dòng)摩擦連接，位移測試機(jī)構(gòu)上端通過導(dǎo)向套上蓋固定在導(dǎo)向套底座上。位移測試機(jī)構(gòu)包括編碼器聯(lián)結(jié)套、鎖緊螺母、軸套、軸承、壓縮彈簧、錐形平鍵、測試輪主軸、膨脹管、橡膠箍，編碼器，測試輪主軸一端錐體上通過錐形平鍵和膨脹管配合連接橡膠套組成測試輪,錐體大端一側(cè)測試輪主軸上固定連接軸套和軸承,測試輪主軸另一端上通過編碼器聯(lián)結(jié)套固定連接編碼器，編碼器聯(lián)結(jié)套內(nèi)端面與測試輪主軸通過螺紋聯(lián)結(jié)，編碼器聯(lián)結(jié)套內(nèi)端面至測試輪主軸錐體小端依次安裝有鎖緊螺母、軸套、軸承和壓縮彈簧，其中，壓縮彈簧兩端面分別與軸承和測試輪主軸的錐體小端面接觸連接。位移測試機(jī)構(gòu)通過其上的兩個(gè)軸承與導(dǎo)向套底座中的位移測試機(jī)構(gòu)安裝孔配合連接。導(dǎo)向輪組件包括導(dǎo)向輪軸，導(dǎo)向輪和軸端支撐套，導(dǎo)向輪通過導(dǎo)向軸與導(dǎo)向套底座連接，導(dǎo)向輪與導(dǎo)向軸之間通過軸端支撐套軸向固定。本發(fā)明的有益效果是
導(dǎo)向輪由導(dǎo)向輪、導(dǎo)向輪軸及其上下支撐套組成，用于支撐導(dǎo)向桿，與導(dǎo)向桿形成滾動(dòng)摩擦，降低摩擦系數(shù)減少運(yùn)動(dòng)阻力。位移測試機(jī)構(gòu)將導(dǎo)向桿的直線位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，通過編碼器或類似傳感元?dú)饧?shí)現(xiàn)位移測試。因此，本發(fā)明將導(dǎo)向、附加載荷支撐與位移測試結(jié)合在一起，減少了位移測試的附加連接機(jī)構(gòu)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視 圖2是圖I的左剖視 圖3是圖I的俯視 圖4是位移測試機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖 圖5是編碼器聯(lián)結(jié)套結(jié)構(gòu)剖視 圖6是測試輪主軸結(jié)合示意 圖7是膨脹管結(jié)構(gòu)主剖視圖；
圖8是圖7的左視 圖9是膨脹管、測試輪主軸和錐形平鍵裝配 圖10是圖9中沿A-A的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I至圖3所示，本發(fā)明的帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，包括導(dǎo)向套底座2、導(dǎo)向套上蓋3、導(dǎo)向輪組件5，位移測試機(jī)構(gòu)100等。導(dǎo)向桿I穿過導(dǎo)向套底座2處的兩側(cè)前、后分別安裝二組導(dǎo)向輪組件5，導(dǎo)向輪組件5中的導(dǎo)向輪與導(dǎo)向桿I滾動(dòng)接觸。在導(dǎo)向套底座2內(nèi)兩側(cè)，二個(gè)導(dǎo)向輪組件5中間分別安裝兩組位移測試機(jī)構(gòu)100、且位移測試機(jī)構(gòu)10的橡膠套11與導(dǎo)向桿I之間滾動(dòng)摩擦連接，位移測試機(jī)構(gòu)100上端通過導(dǎo)向套上蓋3用螺栓7固定在導(dǎo)向套底座2上。導(dǎo)向輪組件5由導(dǎo)向輪、導(dǎo)向輪軸及其上下支撐套組成，共四組。用于支撐導(dǎo)向桿，與導(dǎo)向桿形成滾動(dòng)摩擦，降低摩擦系數(shù)減少運(yùn)動(dòng)阻力。它包括導(dǎo)向輪軸18，導(dǎo)向輪19和軸端止動(dòng)片20，導(dǎo)向輪19通過導(dǎo)向軸18與導(dǎo)向套底座2連接，導(dǎo)向輪19與導(dǎo)向輪軸18之間通過軸端支撐套20軸向固定。如圖4所示，位移測試機(jī)構(gòu)10包括編碼器聯(lián)結(jié)套17、鎖緊螺母16、軸套8、軸承9、壓縮彈簧15、錐形平鍵13、測試輪主軸12、軸套8、膨脹管10、橡膠套11，編碼器4，測試輪主軸12 —端錐體上通過錐形平鍵13和膨脹管10配合連接，膨脹管(10)上套有橡膠套11組成測試輪,錐體大端一側(cè)測試輪主軸12上固定連接軸套8和軸承9，測試輪主軸12另一端上通過編碼器聯(lián)結(jié)套17固定連接編碼器4，而且編碼器4與導(dǎo)向套上蓋3用螺釘固定在一起。編碼器聯(lián)結(jié)套17內(nèi)端面與測試輪主軸12通過螺紋聯(lián)結(jié)，從編碼器聯(lián)結(jié)套17內(nèi)端面至測試輪主軸12錐體小端依次安裝有鎖緊螺母16、軸套8、軸承9和壓縮彈簧15，其中，壓縮彈簧15兩端面分別與軸承9和測試輪主軸12的錐體小端面接觸連接。位移測試機(jī)構(gòu)100通過其上的兩個(gè)軸承9與導(dǎo)向套底座2中的位移測試機(jī)構(gòu)100安裝孔配合連接。將導(dǎo)向桿I的直線位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，通過編碼器4或類似傳感元?dú)饧?shí)現(xiàn)位移測試。即測試輪的周長等于對(duì)應(yīng)的直線位移
L=n X Ji D
L一直線位移n—旋轉(zhuǎn)圈數(shù)D—測試輪直徑本發(fā)明的導(dǎo)向套用于支撐、安裝導(dǎo)向輪與位移測試機(jī)構(gòu)。對(duì)導(dǎo)向桿實(shí)施導(dǎo)向作用并承受相應(yīng)的非工作附加載荷并同步實(shí)施位移測試。本發(fā)明的各零部件的功能為
(I)編碼器聯(lián)結(jié)套17 :用于聯(lián)結(jié)測試輪主軸12與編碼器4，見圖5。(2)鎖緊螺母16 :雙螺母結(jié)構(gòu)，用于鎖緊、固定在測試輪主軸12上的軸承9、軸套8、膨脹管10、壓縮彈簧15等零件，并給壓縮彈簧15 —定的預(yù)壓力。(3)軸套8 :圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，主要用于軸承9定位用，見圖4。(4)軸承9 :支撐測試輪主軸12的旋轉(zhuǎn)，見圖4。(5)壓縮彈簧15 :利用其彈性力推動(dòng)膨脹管10。安裝初始時(shí)彈簧處于預(yù)緊狀態(tài)，見圖4。(6)錐形平鍵13 :用于測試輪主軸12與膨脹管10的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞，見圖4.
(7)測試輪主軸12 :與測試輪同步旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)編碼器4完成位移測試。一端為聯(lián)結(jié)螺紋用于和編碼器聯(lián)結(jié)套17以及鎖緊螺母16聯(lián)結(jié)，中間光軸部分用于安裝軸套8、軸承9和壓縮彈簧15。另一端為光軸部分用于安裝軸套8、軸承9。中間圓錐體部分加工有錐形平鍵鍵槽，用于安裝錐形平鍵13以及膨脹管10，見圖4，6，9，10。(8)膨脹管10 :圓形管件，內(nèi)圓為圓錐孔，在軸向切有斜楔槽與錐形平鍵13聯(lián)結(jié)。與橡膠套11組成測試輪，圖7，8。(9)橡膠套11 :與膨脹管10組成測試輪。利用橡膠與金屬良好的摩擦關(guān)系將導(dǎo)向桿的直線位移轉(zhuǎn)換為主軸的旋轉(zhuǎn)。(4)編碼器將導(dǎo)向桿I的直線位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角的傳感元?dú)饧１景l(fā)明的工作原理
將導(dǎo)向桿I引入導(dǎo)向套后調(diào)整導(dǎo)向輪19及位移機(jī)構(gòu)100中的測試輪與導(dǎo)向桿I之間的間隙，使導(dǎo)向桿I與導(dǎo)向輪19及位移機(jī)構(gòu)100中的測試輪貼緊并保證其運(yùn)動(dòng)自由無跳動(dòng)。在工作時(shí)導(dǎo)向桿I在導(dǎo)向套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于測試輪在橡膠套11、膨脹管10與預(yù)緊彈簧力的作用下始終與導(dǎo)向桿I貼緊，實(shí)現(xiàn)無相對(duì)滑動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在測試輪通過錐形鍵的帶動(dòng)下測試輪主軸12跟隨其一起旋轉(zhuǎn)，由于光電編碼器4與測試輪主軸12連接在一起，利用光電編碼器4的工作原理完成將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的測試過程。其轉(zhuǎn)換關(guān)系為L=n X Ji D
L一直線位移n—旋轉(zhuǎn)圈數(shù)D—測試輪直徑
橡膠套11與膨脹管10組成測試輪，利用橡膠與金屬良好的摩擦關(guān)系將導(dǎo)向桿的直線位移轉(zhuǎn)換為主軸的旋轉(zhuǎn)。橡膠套11套箍在膨脹管10外側(cè)，利用其固有的彈性特性以及受到導(dǎo)向桿的壓力，膨脹管10受到一定的徑向膨脹約束力并與壓縮彈簧15的推力形成自膨脹效果。見圖4，9，10，即導(dǎo)向桿I緊壓橡膠套11、膨脹管10組成的測試輪，在導(dǎo)向桿I的壓力作用下沿具有同樣圓錐面的測試輪主軸12向直徑小的一處滑動(dòng)并擠壓壓縮彈簧15，此時(shí)由橡膠套11與膨脹管10組成測試輪直徑為初始測試直徑。當(dāng)橡膠套磨損厚度變小后，導(dǎo)向桿I對(duì)橡膠套11的壓力減少，此時(shí)在壓縮彈簧15的作用下膨脹管10沿具有同樣圓錐面的測試輪主軸12向直徑大的一處滑動(dòng)，此時(shí)由橡膠套11與膨脹管10組成測試輪直徑增大， 并使橡膠套11與導(dǎo)向桿I的壓力增大，直至導(dǎo)向桿I對(duì)測試輪的壓力與壓縮彈簧15的力平衡并恢復(fù)為初始測試直徑。這兩種狀態(tài)的變化過程中，利用膨脹管11的自身彈性作用，在脹開與收縮過程中其斜楔槽始終與錐形平鍵側(cè)面貼合在一起，而其圓錐孔與測試輪主軸12圓錐面測貼合在一起。測試輪與導(dǎo)向桿I接觸處的直徑始終不變，從而保證測試精度及使用壽命的長期性。本發(fā)明的特點(diǎn)
(I)由膨脹管與橡膠套組成的測試輪。利用橡膠與金屬良好的摩擦關(guān)系及膨脹管的特性將導(dǎo)向桿的直線位移轉(zhuǎn)換為主軸的旋轉(zhuǎn)角位移?？朔宿D(zhuǎn)換過程中的打滑現(xiàn)象從而提高了測試精度。由于膨脹管內(nèi)部為圓錐體以及其錐形體槽的結(jié)構(gòu)特性，在彈簧力和主軸圓錐面的作用下，膨脹管的膨脹部位產(chǎn)生徑向膨脹，可以有效地補(bǔ)償因橡膠套磨損等造成的測試輪直徑變化。并有消除間隙與防松的作用。從而提高了測試精度。(2)兩套位移測試機(jī)構(gòu)的并用，利用各自的測試輪分別進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和調(diào)理，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。設(shè)定一個(gè)許用范圍，即兩者測試值之間的絕對(duì)值之差不大于3%。。如在此范圍內(nèi)可以兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均，從而減小了機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)的干擾，使測量值更接近真值；如在此范圍之外，停止使用并對(duì)測試系統(tǒng)進(jìn)行檢查，從而實(shí)現(xiàn)互檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。 (3)采用錐形平鍵和在膨脹套上開錐形槽。當(dāng)橡膠套發(fā)生磨損后，膨脹管沿測試輪主軸軸線方向移動(dòng)，錐形的鍵和錐形的開槽使是平鍵的兩個(gè)工作表面始終和錐形槽貼合，從而在正反轉(zhuǎn)切換的時(shí)候錐形平鍵、膨脹套、測試輪主軸始終緊貼在一起，消除傳動(dòng)間隙，提高測量精度。(4)使用方便，結(jié)構(gòu)簡單。導(dǎo)向套的特殊結(jié)構(gòu)可以很好地將導(dǎo)向、附加載荷支撐與位移測試結(jié)合在一起，減少了位移測試的附加連接機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，包括導(dǎo)向套底座(2)、導(dǎo)向套上蓋(3)、導(dǎo)向輪組件(5 )、導(dǎo)向套底座(2 )與導(dǎo)向桿(I)配合處的兩側(cè)前、后分別設(shè)有二組導(dǎo)向輪組件(5 )，其特征在于所述導(dǎo)向套底座(2)內(nèi)兩側(cè)，二組導(dǎo)向輪組件(5)中間分別安裝有位移測試機(jī)構(gòu)(100)、且位移測試機(jī)構(gòu)(100)的橡膠套(11)與導(dǎo)向桿(I)之間滾動(dòng)摩擦連接，位移測試機(jī)構(gòu)(100)上端通過導(dǎo)向套上蓋(3)固定在導(dǎo)向套底座(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，其特征在于所述位移測試機(jī)構(gòu)(100)包括編碼器聯(lián)結(jié)套(17)、鎖緊螺母(16)、軸套(8)、軸承(9)、壓縮彈簧(15)、錐形平鍵(13)、測試輪主軸(12)、膨脹管(10)、橡膠套(11)、編碼器(4);所述測試輪主軸(12)錐體上通過錐形平鍵(13)和膨脹管(10)配合連接，膨脹管(10)上套有橡膠套(11)并組成測試輪，位于測試輪主軸(12)錐體大端一側(cè)的測試輪主軸(12)上固定連接軸套(8)和軸承(9)，測試輪主軸(12)另一端上通過編碼器聯(lián)結(jié)套(17)固定連接編碼器(4)，編碼器聯(lián)結(jié)套(17)內(nèi)端面與測試輪主軸(12)通過螺紋聯(lián)結(jié)，編碼器聯(lián)結(jié)套(17)內(nèi)端面至測試輪主軸(12)錐體小端依次安裝有鎖緊螺母(16)、軸套(8)、軸承(9)和壓縮彈簧(15)，其中，壓縮彈簧(15)兩端面分別與軸承(9)和測試輪主軸(12)的錐體小端面接觸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，其特征在于所述導(dǎo)向輪組件(5)包< 括導(dǎo)向輪軸(18)，導(dǎo)向輪(19)和軸端支撐套(20)，導(dǎo)向輪(19)通過導(dǎo)向輪軸(18)與導(dǎo)向套底座(2)連接，導(dǎo)向輪(19)與導(dǎo)向輪軸(18)之間通過軸端支撐套(20)軸向固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，其特征在于所述位移測試機(jī)構(gòu)(10)通過其上的兩個(gè)軸承(9)與導(dǎo)向套底座(2)中的位移測試機(jī)構(gòu)(10)安裝孔配合連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有位移傳感器的導(dǎo)向套，包括導(dǎo)向套底座、導(dǎo)向套上蓋、導(dǎo)向輪組件，導(dǎo)向套底座、與導(dǎo)向桿配合處的兩側(cè)前、后分別設(shè)有二組導(dǎo)向輪組件，其特點(diǎn)是導(dǎo)向套底座內(nèi)兩側(cè)，二個(gè)導(dǎo)向輪組件中間分別安裝有位移測試機(jī)構(gòu)、且位移測試機(jī)構(gòu)的橡膠套與導(dǎo)向桿之間滾動(dòng)摩擦連接，位移測試機(jī)構(gòu)上端通過導(dǎo)向套上蓋固定在導(dǎo)向套底座上。位移測試機(jī)構(gòu)將導(dǎo)向桿的直線位移轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，通過編碼器或類似傳感元?dú)饧?shí)現(xiàn)位移測試。因此，本發(fā)明將導(dǎo)向、附加載荷支撐與位移測試結(jié)合在一起，減少了位移測試的附加連接機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)F15B15/28GK102705301SQ20121019303
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者張文杭, 王心逸, 石鋼 申請(qǐng)人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院