CN101913267A - 一种液压机滑块的位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压机滑块的位置检测装置，包括设于滑块顶部并与其联动的导柱、与所述导柱配合的导向座，所述导柱上沿其轴向运动方向设有齿条，所述导向座上安装有齿轮固定座，齿轮固定座内设有由齿条的轴向运动带动旋转的齿轮，所述齿轮固定座上还设有将齿轮转速信号传递给液压机控制***的信号转换装置。结构简单、设计合理，减少安装结构对检测精度的影响，精度与经济性高，特别是对于长行程快速液压机的滑块位置控制提供了良好的解决方案。

Description

一种液压机滑块的位置检测装置

技术领域

本发明属于液压机技术领域，尤其涉及一种液压机滑块的位置检测装置。

背景技术

目前液压机对于滑块的控制，尤其是滑块运动时的同步控制通常采用位置检测的方法，液压机的控制***根据滑块运动时其多个区域检测到的位置信息来对其进行调整，实现同步控制。现有的位置检测装置有采用行程开关、接近开关限位的，也有采用位移传感器或电子尺直接进行测量的，但上述结构都存在一定缺陷：行程开关、接近开关需要开关的安装支架，虽安装的位置可以调节，但控制精度低；位移传感器与电子尺，位置精度比较高，可以数显调节，但其位移的精度随工作行程的增加而降低，滑块的行程只能控制在一定范围内才能保证其检测精度，在使用上造成局限。为此，中国国家知识产权局于2008-02-27公开了专利号为“200720036392.2”，名称为“液压机多缸联动同步检测装置”的专利，该专利所采用的检测方法是：在滑块上设置一齿条，滑块运动时带动齿条，齿条通过一系列的传动环节带动一个齿轮转动，最后由一编码器将齿轮的转速信息转化为数字信号传输给控制***。该技术方案在一定程度上确实解决了原有检测装置所存在的缺陷，但其自身结构又出现了新的问题：其一、齿条与齿轮之间设置了过多的传动环节，每一环节都会有动力损耗，齿轮的转速信息不能准确、直观的反应出滑块的运动过程；其二、过多的传动环节增加累积误差，影响检测精度；其三、通过齿轮间的啮合进行传动，但其位置都是固定的，齿侧间隙无法得到调节，影响齿轮传动的平稳性，传动过程极易出现“卡死”或“打滑”两种极端情况；其四、齿轮设置于滑块上，安装、调制都十分不便。

因此，如何提供一种结构简单、合理，检测精度高，同时又便于调节的滑块位置检测装置是本领域技术人员研究的重要课题。

发明领域

本发明所要解决的问题就是提供一种液压机滑块的位置检测装置，结构简单、设计合理，减少安装结构对检测精度的影响，精度与经济性高，特别是对于长行程快速液压机的滑块位置控制提供了良好的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种液压机滑块的位置检测装置，包括设于滑块顶部并与其联动的导柱、与所述导柱配合的导向座，其特征在于：所述导柱上沿其轴向运动方向设有齿条，所述导向座上安装有齿轮固定座，齿轮固定座内设有由齿条的轴向运动带动旋转的齿轮，所述齿轮固定座上还设有将齿轮转速信号传递给液压机控制***的信号转换装置。

进一步的，所述齿轮通过转接结构安装于齿轮固定座内。

进一步的，所述转接结构包括穿装在齿轮固定座内的转动轴、设于齿轮固定座上用于轴向定位转动轴的端盖、设于端盖内用于径向定位转动轴的轴承结构，所述齿轮安装于转动轴上。

进一步的，所述信号转换装置为旋转编码器，所述转动轴一端通过联轴器连接旋转编码器的信号输入端。

进一步的，所述齿轮固定座的上端与导向座相互铰接，齿轮固定座下端与导向座之间设有用于消除齿轮与齿条齿侧间隙的侧隙补偿机构。

进一步的，所述侧隙补偿机构包括调节螺杆，齿轮固定座下端设有供调节螺杆穿过的通孔，调节螺杆前端穿过所述通孔后螺接在导向座侧壁，所述调节螺杆上还穿装有将齿轮固定座向导向座方向弹性压紧的调节弹簧。齿轮固定座向导向座方向弹性压紧时，其内部的齿轮与导柱上的齿条同样处于弹性啮合状态，此时的齿侧间隙几乎可以忽略不计，以此来提高传动过程的精度；通过调节螺杆随时对齿侧间隙进行补偿，调节方式简单而有效。

进一步的，所述通孔孔壁与调节螺杆杆体间具有调节间隙。防止齿条与齿轮传动时出现“卡死”情况。

进一步的，所述导向座底部侧壁还设有固紧调节螺杆防止其松脱的防松螺钉。

进一步的，所述齿条是由若干个小齿条单元依次拼装而成的分体式结构。对于长行程快速液压机而言，齿条必须加长才能满足滑块行程，但长齿条在加工时存在累积误差，长度越长累积误差越大，因此采用上述分体式结构的齿条，每段小齿条分别独立加工，且小齿条加工时的误差控制在工艺要求的范围内，在拼装时每段小齿条的加工误差不会累加，从而也就控制了拼装齿条的误差，小齿条的加工精度越高，拼装齿条的精度也就越高。

进一步的，所述小齿条单元通过螺钉嵌装在导柱上。某段小齿条出现磨损时，只需换下该段磨损齿条，降低维修难度，节省维护成本。

本发明的有益效果：

1、采用旋转编码器来进行检测，分辨率高，其检测精度只取决于元件自身精度，配合齿轮齿条传动，检测精度不再受到滑块行程的限制；

2、采用了拼装结构的齿条，降低了齿条加工时的累积误差；

3、对于齿轮传动结构，侧隙补偿机构的设置显得尤为重要，可以减小甚至消除齿侧间隙，来保证齿轮齿条传动的平稳性，齿轮齿条传动的精度也由此而提高；

4；导柱与导向座本身就具有较高的配合精度，将齿轮与齿条结构设计在导柱与导向座上，不仅安装方便，还可进一步减小安装结构对检测精度的影响；

综上所述，本发明提供的位置检测装置为液压机的滑块位置控制提供良好的解决方案，尤其是对于长行程快速液压机的滑块位置控制效果明显，精度和经济性高，且结构简单实用，安装、调节方便，与多种控制元件能够简单匹配，不存在兼容性的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明为一种液压机滑块的位置检测装置，包括设于滑块1顶部并与其联动的导柱2、与所述导柱2配合的导向座3，所述导柱2上沿其轴向运动方向设有齿条7，所述导向座3上安装有齿轮固定座4，齿轮固定座4内设有由齿条7的轴向运动带动旋转的齿轮5，所述齿轮固定座4上还设有将齿轮5转速信号传递给液压机控制***的信号转换装置8。

齿轮5通过转接结构安装于齿轮固定座4内；转接结构包括穿装在齿轮固定座4内的转动轴40、设于齿轮固定座4上用于轴向定位转动轴的端盖41、设于端盖41内用于径向定位转动轴的轴承结构42，所述齿轮5安装于转动轴40上；信号转换装置8为旋转编码器，转动轴40一端通过联轴器44连接旋转编码器的信号输入端。

齿轮固定座4的上端与导向座3相互铰接，其下端与导向座3之间还设有用于消除齿轮5与齿条7齿侧间隙的侧隙补偿机构；侧隙补偿机构包括调节螺杆6，齿轮固定座4下端设有供调节螺杆6穿过的通孔43，调节螺杆6前端穿过所述通孔43后螺接在导向座3侧壁，所述调节螺杆6上还穿装有将齿轮固定座4向导向座3方向弹性压紧的调节弹簧60。齿轮固定座4向导向座3方向弹性压紧时，其内部的齿轮5与导柱2上的齿条7同样处于弹性啮合状态，此时的齿侧间隙几乎可以忽略不计，以此来提高传动过程的精度；通过调节螺杆6随时对齿侧间隙进行补偿，调节方式简单而有效。在通孔43孔壁与调节螺杆6杆体间留有调节间隙61，可以防止齿条7与齿轮5传动时出现“卡死”情况；导向座3底部侧壁还设有固紧调节螺杆6防止其松脱的防松螺钉31。

齿条7是由若干个小齿条单元依次拼装而成的分体式结构。对于长行程快速液压机而言，齿条必须加长才能满足滑块1行程，但长齿条在加工时存在累积误差，长度越长累积误差越大，因此采用上述分体式结构的齿条7，每段小齿条分别独立加工，且小齿条加工时的误差控制在工艺要求的范围内，在拼装时每段小齿条的加工误差不会累加，从而也就控制了拼装齿条7的误差，小齿条的加工精度越高，拼装齿条7的精度也就越高；小齿条单元通过螺钉21嵌装在导柱2上。某段小齿条出现磨损时，只需换下该段磨损齿条7，降低维修难度，节省维护成本。

滑块运动时，导柱上齿条带动齿轮旋转，旋转编码器将齿轮的转速信息转化为数字信号传递给液压机的控制***，这个数字信号是与滑块的运行速度一一对应的，控制***对该数字信号进行比较，通过比较得出的数据信息来调节比例伺服油泵电机的进出油量，可以实现滑块运动时的同步控制，但对于单缸驱动的小型液压机，本发明也同样适用。因此上述实施例并不对本发明的保护范围构成限制，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种液压机滑块的位置检测装置，包括设于滑块(1)顶部并与其联动的导柱(2)、与所述导柱(2)配合的导向座(3)，其特征在于：所述导柱(2)上沿其轴向运动方向设有齿条(7)，所述导向座(3)上安装有齿轮固定座(4)，齿轮固定座(4)内设有由齿条(7)的轴向运动带动旋转的齿轮(5)，所述齿轮固定座(4)上还设有将齿轮转速信号传递给液压机控制***的信号转换装置(8)。

2.根据权利要求1所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述齿轮(5)通过转接结构安装于齿轮固定座(4)内。

3.根据权利要求2所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述转接结构包括穿装在齿轮固定座(4)内的转动轴(40)、设于齿轮固定座(4)上用于轴向定位转动轴(40)的端盖(41)、设于端盖(41)内用于径向定位转动轴(40)的轴承结构(42)，所述齿轮(5)安装于转动轴(40)上。

4.根据权利要求3所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述信号转换装置(8)为旋转编码器，所述转动轴(40)一端通过联轴器(44)连接旋转编码器的信号输入端。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述齿轮固定座(4)的上端与导向座(3)相互铰接，齿轮固定座(4)下端与导向座(3)之间设有用于消除齿轮(5)与齿条(7)齿侧间隙的侧隙补偿机构。

6.根据权利要求5所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述侧隙补偿机构包括调节螺杆(6)，齿轮固定座(4)下端设有供调节螺杆(6)穿过的通孔(43)，调节螺杆(6)前端穿过所述通孔(43)后螺接在导向座(3)侧壁，所述调节螺杆(6)上还穿装有将齿轮固定座(4)向导向座(3)方向弹性压紧的调节弹簧(60)。

7.根据权利要求6所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述通孔(43)孔壁与调节螺杆(6)杆体间具有调节间隙(61)。

8.根据权利要求6所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述导向座(3)底部侧壁还设有固紧调节螺杆(6)防止其松脱的防松螺钉(31)。

9.根据权利要求5所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：所述齿条(7)是由若干个小齿条单元依次拼装而成的分体式结构。

10.根据权利要求9所述的一种液压机滑块的位置检测装置，其特征在于：小齿条单元通过螺钉(21)嵌装在导柱(2)上。

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