CN102889268B - 一种磁啮合液/气压缸内置式传感器 - Google Patents

Abstract

一种磁啮合液/气压缸内置式传感器，包括壳体、卷轮、磁传动结构和信号发生器，其中，卷轮设置在壳体内部，卷轮上缠绕有钢绳，钢绳伸出至壳体外部；卷轮上设置有涡卷弹簧；磁传动结构包括第一传动结构和第二传动机构；第一传动结构设置在壳体内凹槽中并与卷轮轴连接，凹槽上覆盖有隔板，第二传动结构设置在隔板外部并与第一传动结构位置相对应；信号发生器位于壳体外部，与第二传动结构相连。本发明通过引入柔性钢绳，显著地压缩了传感器的体积，节省了安装空间，又通过高压介质与电气部分的完全隔离，提高了传感器使用的可靠性，有效地延长了使用寿命，降低了成本。

Description

一种磁啮合液/气压缸内置式传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术，尤其涉及一种磁啮合液/气压缸内置式传感器。

背景技术

传感器是一种能够探测、感受外界的信号、物理条件，并将探知的信息传递给其他装置的物理装置。在流体传动领域中，经常需要传感器检测如液压缸的位置等信息，以便进行自动控制。常用传感器可分为外置式和内置式，外置式传感器结构简单、便于维护，但容易损坏，不能用在环境恶劣或使用重要的场合；内置式传感器恰恰克服了上述缺点，但其又带来安装麻烦，制造成本高等缺陷。

目前，内置式最典型传感器的是美国MTS磁滞位移传感器，这种传感器装在活塞杆内部，活塞杆需要加工比行程更长的小孔，装卸时其后部需要相同长度的空间才能装拆，安装运输都很不方便。另外，内置式传感器不能做得太长，如美国MTS传感器只能作到7米左右，这在许多长行程的闸门提升***的应用就受到了限制。

为此，闸门领域虽然专门研发了一种闸门开度仪，其安装于液压缸后部，并将高压介质引入壳内，但其旋转轴采用机械密封，不能实现液压电气完全隔离，泄露的高压介质必然会损坏电气部分，很难满足生产需要。对于压力较高液压缸，密封阻力必然大，钢绳的收回将不可靠，所以目前一般都做成大型的开度仪，对小型液压缸无法使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁啮合液/气压缸内置式传感器，其不仅方便安装，占用空间小而且可靠性高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种磁啮合液/气压缸内置式传感器，包括壳体、卷轮、磁传动结构和信号发生器，其中：所述卷轮设置在所述壳体内部，所述卷轮上缠绕有钢绳，所述壳体上具有出绳口，所述钢绳的末端通过所述出绳口伸出至所述壳体外部；所述卷轮上设置有使所述钢绳处于张紧状态的涡卷弹簧；所述磁传动结构包括第一传动结构和第二传动机构；所述壳体在所述卷轮的侧面处开设有凹槽，所述第一传动结构设置在所述凹槽内部并与所述卷轮轴连接，所述凹槽上覆盖有隔板，所述第二传动结构设置在所述隔板外部并与所述第一传动结构位置相对应；所述信号发生器位于所述壳体外部，与所述第二传动结构相连。

进一步地，所述壳体包括上端面开口的第一壳体，所述开口上设置有压盖；所述出绳口位于所述第一壳体的侧面；所述凹槽位于所述第一壳体的下端面。

进一步地，所述隔板外侧设置有压板，所述压板固定在所述壳体上；所述第二传动结构嵌于所述压板中。

进一步地，所述卷轮的轴的一端设置于所述压盖上，另一端设置于所述凹槽的底部。

进一步地，所述涡卷弹簧的外圈固定在所述压盖上，所述涡卷弹簧的内圈固定在所述卷轮的轴上。

进一步地，所述涡卷弹簧由一个或几个平面弹簧或发条弹簧组成。

进一步地，所述第一传动结构和第二传动结构均包括磁盘和设置在所述磁盘内部的磁体。

进一步地，所述磁盘和隔板采用不磁化材料制备而成。

进一步地，所述信号发生器为增量型编码器或绝对值型编码器。

进一步地，所述隔板与所述凹槽、所述压盖与所述开口之间均设置有密封件。

本发明提供的磁啮合液/气压缸内置式传感器，通过引入柔性钢绳，显著地压缩了传感器的体积，节省了安装空间，进而方便安装；又通过高压介质与电气部分的完全隔离，提高了传感器使用的可靠性，有效地延长了使用寿命，降低了成本。

附图说明

图1为本发明磁啮合液/气压缸内置式传感器的一种结构示意图；

图2为本发明磁啮合液/气压缸内置式传感器与液/气压缸安装图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种磁啮合液/气压缸内置式传感器，包括壳体1、卷轮2、磁传动结构13和信号发生器9，其中：

卷轮2设置在壳体1内部，卷轮2上缠绕有钢绳4，壳体1上具有出绳口14，钢绳4的末端通过出绳口14伸出至壳体1外部；

卷轮2上设置有使钢绳4处于张紧状态的涡卷弹簧11；磁传动结构13包括第一传动结构6和第二传动结构12；

壳体1在卷轮2的侧面处开设有凹槽15，第一传动结构6设置在凹槽15内部并与卷轮轴16连接，凹槽15上覆盖有隔板7，第二传动结构12设置在隔板7外部并与第一传动结构6位置相对应；

信号发生器9位于壳体1外部，与第二传动结构12相连。

应用时，如图2所示，将本发明传感器安装在液压缸或气压缸上，活塞杆拉动位于壳体外部的钢绳，钢绳带动卷轮旋转，卷轮旋转进一步带动磁传动结构旋转，连接于磁传动结构上的信号发生器准确检测出卷轮的转角，从而输出电信号。安装时，涡卷弹簧处于一定的张紧状态，因而具有了一定的回弹力，保证钢丝处于张紧状态，从而可以提高检测的准确性。

为了实现壳体内的高压液体或气体与电气部分充分隔离，本发明首先利用磁传动结构取代传统的轴传动，使传动结构摆脱了机械结构上的束缚，避免了高压的液体或气体通过机械结构的连接处泄漏，本发明又在凹槽处设置隔板结构来加强隔离效果，有效地防止了泄露的液体或气体对电气部分的损伤，提高了电气部分的可靠性，从而延长了使用寿命，降低生产成本。本发明还通过柔性钢绳的引入，节省了传感器的体积及安装空间，从而方便了安装，降低了安装成本。另外，由于本发明的机械转动部分和钢绳都完全处于润滑液中，转动十分灵活，不会被腐蚀，还减少了磨损，从而进一步提高了本发明的可靠性，降低了生产成本。

优选地，本发明壳体1具体地包括上端面开口的第一壳体17，开口上设置有压盖3；出绳口14位于第一壳体17的侧面；凹槽15位于第一壳体17的下端面。为了加固隔板7，使其更好地密封壳体1，防止壳体1内高压介质溢出，本发明在上述隔板7外侧设置有压板5，压板5固定在壳体1上；第二传动结构12嵌于压板5中。

优选地，本发明卷轮轴16的一端设置于压盖3上，另一端设置于凹槽15的底部，为了保证钢绳4始终处于张紧状态，本发明在上述结构基础上将涡卷弹簧11的外圈固定在压盖3上，涡卷弹簧11的内圈固定在卷轮轴16上。作为一种优选方案，涡卷弹簧11由一个或几个平面弹簧或发条弹簧组成，本领域技术人员应当理解的是，本发明并限于上述的弹簧结构，本发明还适用具有回弹力的其它结构形式，此处不再赘述。

为保证第一传动结构6和第二传动结构12之间产生足够的引力来实现同步转动，本发明的第一传动结构6和第二传动结构12均包括磁盘和设置在磁盘内部的磁体10。同时，为了提高传动的精确性，在上述的磁盘和隔板7优选地采用不磁化材料制备而成。

考虑到壳体1内部的高压环境，本发明的壳体1采用耐高压材料制备而成，压盖3、压板5和隔板7采用硬度高，可承受较大压力的材料制备而成。

优选地，本发明信号发生器9采用液(气)与电气全隔离的、全磁性啮合输出电信号的传感器，优选地采用增量型编码器或绝对值型编码器，。

由于壳体1内部为高压环境，本发明在上述结构的基础上，在隔板7与凹槽15、压盖3与开口之间均设置有密封件8来提高壳体1的密封性能，同样，本发明出绳口14与液/气压缸连接处也设置有密封件8。

本发明通过柔性钢绳的引入，节省了传感器的体积及安装空间，从而方便了安装，降低了安装成本。另外，由于壳体内的高压液或气体与电气部分实现了完全的隔离，有效地防止了泄露的液体或气体对电气部分的损伤，所以电气部分非常可靠，保证了传感器长期可靠的工作，又因为机械转动部分和钢绳都完全处于润滑液中，转动十分灵活，不会被腐蚀，还减少了磨损，从而近一步提高了本发明的可靠性，降低了生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，包括壳体、卷轮、磁传动结构和信号发生器，其中：

所述卷轮设置在所述壳体内部，所述卷轮上缠绕有钢绳，所述壳体上具有出绳口，所述钢绳完全处于润滑液中，所述钢绳的末端通过所述出绳口伸出至所述壳体外部；

所述卷轮上设置有使所述钢绳处于张紧状态的涡卷弹簧；

所述磁传动结构包括第一传动结构和第二传动机构；

所述壳体在所述卷轮的侧面处开设有凹槽，所述第一传动结构设置在所述凹槽内部并与所述卷轮轴连接，所述凹槽上覆盖有隔板，所述隔板外侧设置有压板，所述压板固定在所述壳体上，所述第二传动结构设置在所述隔板外部嵌于所述压板中并与所述第一传动结构位置相对应；

所述信号发生器位于所述壳体外部，与所述第二传动结构相连。

2.根据权利要求1所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述壳体包括上端面开口的第一壳体，所述开口上设置有压盖；所述出绳口位于所述第一壳体的侧面；所述凹槽位于所述第一壳体的下端面。

3.根据权利要求2所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述卷轮的轴的一端设置于所述压盖上，另一端设置于所述凹槽的底部。

4.根据权利要求3所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述涡卷弹簧的外圈固定在所述压盖上，所述涡卷弹簧的内圈固定在所述卷轮的轴上。

5.根据权利要求4所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述涡卷弹簧由一个或几个平面弹簧或发条弹簧组成。

6.根据权利要求1所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述第一传动结构和第二传动结构均包括磁盘和设置在所述磁盘内部的磁体。

7.根据权利要求6所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述磁盘和隔板采用不磁化材料制备而成。

8.根据权利要求1和6-7中任一项所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述信号发生器为增量型编码器或绝对值型编码器。

9.根据权利要求2-5中任一项所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述信号发生器为增量型编码器或绝对值型编码器。

10.根据权利要求9所述的磁啮合液/气压缸内置式传感器，其特征在于，所述隔板与所述凹槽、所述压盖与所述开口之间均设置有密封件。