CN209198485U - 一种轴承测速传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴承测速传感器，包括动力模块、壳体模块和感应模块三部分。其中，壳体模块包括上壳体、下壳体、以及设置在所述下壳体内的轴承安装座，下壳体的右侧通过螺纹孔旋紧固定有偏心块；动力模块包括旋转连接在下壳体上的旋转轴、以及固定在旋转轴末端的电机轴吸合磁铁；感应模块包括固定在旋转轴上端的旋转支架、内嵌在旋转支架上的感应磁铁、以及固定在上壳体内部的电路板，电路板上设有霍尔半导体感应元件和单片机。本实用新型涉及一种轴承测速传感器，利用霍尔效应，相比于传统的接近开关，寿命更长，精度更高，让测速结构形成封闭形式，不易受到外界干扰，被测机构与旋转轴间通过电机轴吸合磁铁吸合，易于安装。

Description

一种轴承测速传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，具体涉及一种轴承测速传感器。

背景技术

测速传感器是能测量被测物运行速度的仪器。测速传感器应用很广泛，它可应用在生产设备，特种机车，风力发电等。比如板材、管材在线切割，电缆或砂纸速度测量等。由于它们是无接触测量，测量敏感或无法触摸的物体非常适合，如绒布、毛皮等纺织品、涂层或粘胶表面、泡沫橡胶表面物体的测速；还有金属加工业如测量钢铁的速度、涂装工艺的控制等。

现有技术中测速传感器通常采用接近开关，容易收到外界干扰，且没有形成封闭结构，故容易搅入杂物，从而降低测量精度、减少使用寿命。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种轴承测速传感器，运用霍尔效应，并将被测机构与旋转轴间通过电机轴吸合磁铁吸合，易于安装，上壳体与下壳体之间通过密封铆接，让测速结构形成封闭形式，避免了外界杂物搅入壳体内部，从而解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种轴承测速传感器，包括：壳体模块、动力模块和感应模块三部分。

其中，壳体模块，包括：上壳体、下壳体、以及设置在所述下壳体内的轴承安装座；

动力模块，包括：旋转连接在所述下壳体上的旋转轴、以及固定在所述旋转轴末端的电机轴吸合磁铁；

感应模块，包括：固定在所述旋转轴上端的旋转支架、内嵌在所述旋转支架上的感应磁铁、以及固定在所述上壳体内部的电路板、以及焊接在所述电路板上的霍尔半导体感应元件和单片机。

在进一步的实施例中，所述旋转轴的两端设有外螺纹，所述电机轴吸合磁铁与所述旋转支架的内壁设有与前述外螺纹吻合的内螺纹，通过螺纹连接方式与旋转轴旋紧固定，且旋紧方向与旋转轴旋转方向一致，用于实现自锁，使得当旋转轴高速旋转时，旋转支架与电机轴吸合磁铁能够越转越紧。

在进一步的实施例中，所述轴承安装座内安装有轴承，所述轴承与所述轴承安装座过盈配合，用于固定轴承，承担径向载荷。

在进一步的实施例中，所述下壳体的右侧通过螺纹孔旋紧固定有偏心块，用于决定整个传感器不随旋转轴的转动而转动，提高装置的稳定性。

在进一步的实施例中，所述上壳体与下壳体之间采用密封铆接，包括设置在所述上壳体与下壳体之间贴合面处的密封剂、以及连接所述上壳体与下壳体的铆钉，用于为整个装置形成封闭结构，防止搅入杂物影响传感器的测量精度。

在进一步的实施例中，以垂直于旋转轴中轴线的视角观察，所述旋转支架的截面为圆形，所述感应磁铁内嵌在靠近旋转支架的边缘、距离所述旋转轴中轴线的预定位置处，当旋转支架每转动一周，内嵌在旋转支架上的感应磁铁便经过一次霍尔半导体感应元件，根据霍尔半导体感应元件的脉冲计算出转动速度。

在进一步的实施例中，所述霍尔半导体感应元件距旋转轴中轴线的距离与前述感应磁铁一致，当旋转轴带动固定在旋转支架上的感应磁铁转动时，产生霍尔电压，被霍尔半导体感应元件感应，由单片机记录脉冲数据并计算出当前转速。

有益效果：本实用新型涉及一种轴承测速传感器，通过电机轴吸合磁铁，易于安装，通过上壳体与下壳体之间的铆接，让测速结构形成封闭形式，现场安全性高、避免测量时搅入杂物。利用霍尔效应，通过霍尔半导体元器件感知磁铁的旋转，得出脉冲、经过计算、从而输出转速，也可以通过设定转速值来提供失速报警；设置在电路板上的单片机可读可写，能够人为编程改变传感器的检测精度，从而应对不同的应用场景，相比于传统的接近开关，寿命更长，精度更高，不易收到外界干扰。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型旋转支架与感应磁铁的示意图。

图4为本实用新型电路板的示意图。

图5为本实用新型上壳体与下壳体铆接部分示意图。

图中各附图标记为：电机轴吸合磁铁1、旋转轴2、轴承3、偏心块4、下壳体5、旋转支架6、上壳体7、电路板8、霍尔半导体感应元件801、单片机802、轴承安装座9、感应磁铁10、铆钉11。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图3所示，一种轴承测速传感器，以下简称该装置。该装置由动力模块、壳体模块和感应模块三部分组成。其中，动力模块包括旋转轴2，所述旋转轴2末端固定有电机轴吸合磁铁1，通过电机轴吸合磁铁1将该装置与电机连接并吸合在电机轴中心；壳体模块包括上壳体7和下壳体5，所述下壳体5内设有轴承安装座9；感应模块包括固定在所述旋转轴2上端的旋转支架6，所述旋转支架6上内嵌有感应磁铁10，所述上壳体7内部固定有电路板8。当旋转轴2带动所述旋转支架6转动时，内嵌在旋转支架6上的感应磁铁10也随之转动，当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差，这种电势差可以被电路板8上的单片机802记录，并计算出当前转速。

作为一个优选方案，所述旋转轴2的两端设有外螺纹，所述电机轴吸合磁铁1与所述旋转支架6的内壁设有与前述外螺纹吻合的内螺纹，所述电机轴吸合磁铁1与旋转轴2之间、旋转支架6与旋转轴2之间通过螺纹连接的方式旋紧固定，且旋紧方向与旋转轴2的旋转方向一致，这样做的好处是能够实现自锁，即当旋转轴2高速旋转时，电机轴吸合磁铁1与旋转轴2之间、旋转支架6与旋转轴2之间能够越转越紧，防止在使用过程中脱落。

作为一个优选方案，所述下壳体5内安装有轴承3，所述轴承3与所述轴承安装座9过盈配合，用于固定轴承3，承担径向载荷。

作为一个优选方案，所述下壳体5的右侧固定有偏心块4，所述偏心块4与下壳体5之间通过螺纹连接，在该装置进行测量时，实际工作位置为旋转轴2轴线方向呈水平状态，偏心块4设置在下壳体5的一侧，即为实际测量状态下的下端，经过多次试验，将偏心块4固定在该位置，能够有效压低整个装置的重心，防止因测量时产生抖动等影响测量结果。

作为一个优选方案，所述上壳体7与下壳体5之间采用密封铆接，包括连接固定所述上壳体7与下壳体5的铆钉11，所述上壳体7与下壳体5的接合面内设有密封剂（未图示），用于为整个装置形成封闭结构，防止搅入杂物影响传感器的测量精度，且便于后续拆装。

作为一个优选方案，所述电路板8上设有霍尔半导体感应元件801和单片机802，当旋转轴2带动固定在旋转支架6上的感应磁铁10转动时，产生霍尔电压，被霍尔半导体感应元件801感应，单片机802记录脉冲数据，使其检测转速。

作为一个优选方案，以垂直于旋转轴2中轴线的视角观察，所述旋转支架6的截面为圆形，所述感应磁铁10内嵌在靠近旋转支架6的边缘、距离所述旋转轴2中轴线的一定位置处，当旋转支架6每转动一周，内嵌在旋转支架6上的感应磁铁10便经过一次霍尔半导体感应元件801，根据霍尔半导体感应元件801的脉冲计算出转动速度。

具体的工作原理及工作过程如下：利用霍尔效应，即固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压，利用霍尔效应使位移带动霍尔元件在磁场中运动产生霍尔电热，即把位移信号转换成电热变化信号，从而由单片机802根据脉冲信号计算出当前转速。当需要对被测物体测速时，先通过电机轴吸合磁铁1将被测物体与旋转轴2吸合起来，被测物体转动时带动旋转轴2转动，从而带动固定在旋转轴2上的旋转支架6转动，进而带动内嵌在所述旋转支架6上的感应磁铁10转动，感应磁铁10内嵌在旋转支架6的一侧，每当旋转支架6转一圈，感应磁铁10便经过一次起始位置，安装在电路板8上的霍尔半导体感应元件801便受到一个电势差，即产生霍尔电压，电路板8上的单片机802根据霍尔电压产生的频率，实时计算出当前的感应磁铁10的线速度，再根据线速度与旋转支架6半径的关系，计算出旋转轴2的转速，旋转轴2的转速即为被测物体的转速。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (7)

1.一种轴承测速传感器，其特征是包括：

壳体模块，包括上壳体、下壳体、以及设置在所述下壳体内的轴承安装座；

动力模块，包括旋转连接在所述下壳体上的旋转轴、以及固定在所述旋转轴末端的电机轴吸合磁铁；

感应模块，包括固定在所述旋转轴上端的旋转支架、内嵌在所述旋转支架上的感应磁铁、固定在所述上壳体内部的电路板、以及焊接在所述电路板上的霍尔半导体感应元件和单片机。

2.根据权利要求1所述的一种轴承测速传感器，其特征在于：所述旋转轴的两端设有外螺纹，所述电机轴吸合磁铁与所述旋转支架的内壁设有与前述外螺纹吻合的内螺纹，通过螺纹连接方式与旋转轴旋紧固定，且旋紧方向与旋转轴旋转方向一致。

3.根据权利要求1所述的一种轴承测速传感器，其特征在于：所述轴承安装座内安装有轴承，所述旋转轴***所述轴承，所述轴承与所述轴承安装座之间、轴承与旋转轴之间过盈配合。

4.根据权利要求1所述的一种轴承测速传感器，其特征在于：所述下壳体的右侧通过螺纹孔旋紧固定有偏心块。

5.根据权利要求1所述的一种轴承测速传感器，其特征在于：所述上壳体与下壳体之间采用密封铆接，包括设置在所述上壳体与下壳体之间贴合面处的密封剂、以及连接所述上壳体与下壳体的铆钉。

6.根据权利要求1所述的一种轴承测速传感器，其特征在于：以垂直于旋转轴中轴线的视角观察，所述旋转支架的截面为圆形，所述感应磁铁内嵌在靠近旋转支架的边缘、距离所述旋转轴中轴线的预定位置处。

7.根据权利要求1所述的一种轴承测速传感器，其特征在于：所述霍尔半导体感应元件距旋转轴中轴线的距离与前述感应磁铁一致。