EA020686B1

EA020686B1 - Датчик угла поворота

Info

Publication number: EA020686B1
Application number: EA201100460A
Authority: EA
Inventors: Хуи Ву; Ксианвей Куи
Original assignee: Лу, Кангуанг
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2015-01-30
Also published as: US20110146094A1; CN101376405A; US8033031B2; AU2008361477A1; EP2330015A1; EA201100460A1; EP2330015A4; BRPI0823002A2; BRPI0823002A8; MY178902A; CN101376405B; EP2330015B1; AU2008361477B2; WO2010025588A1

Abstract

Датчик угла поворота с подвижной втулкой (1), установленной на вращающемся валу и подвижно соединенной с муфтой (3). Верхняя часть подвижной втулки оснащена кольцом с наружной резьбой (5). На внутренней стороне кольца с резьбой (5) предусмотрен блокирующий механизм (6), выполненный с возможностью соединения с вращающимся валом. Наружная сторона кольца с резьбой (5) соединена с неподвижным кольцом (7). Подвижная втулка (1), кольцо с резьбой (5) и неподвижное кольцо (7) представляют собой соосные разъемные кольца, состоящие из двух или более дугообразных деталей. По окружности наружного края подвижной втулки (1) распределены зубцы. В муфте (3) предусмотрено редукторное устройство, оснащенное многоступенчатыми зубчатыми передачами, в котором предусмотрено соединение с зубцами. Редукторное устройство закреплено на монтажной плате, а модуль датчика закреплен на внутренней стороне редукторного устройства.

Description

Настоящее изобретение относится к датчикам угла, а именно к датчикам, которые выполнены с возможностью измерения углов поворота.

Краткое описание уровня техники

Датчики угла поворота обычно используются в токарных станках, электромеханических приборах, транспортных средствах, судах и самолетах для определения угловой скорости вращения или угла поворота конструкций вращающегося вала. Датчики могут быть разных видов, например индуктивные, резистивные, емкостные, фотоэлектрические и др. Китайский патент № 200720063163 X с датой подачи заявки 05.05.2007 на индикаторное устройство для определения угла поворота при повороте транспортного средства раскрывает датчик угла, установленный в механизме поворота транспортного средства, при этом датчик угла соединен со схемой обработки сигналов, а схема обработки сигналов соединена со схемой индикации. Известное из уровня техники решение имеет возможность индикации угла поворота транспортного средства с помощью схемы индикации, что помогает в управлении транспортным средством и повышает безопасность движения. Однако существующие датчики угла характеризуются сложностью установки, и обычно их установка требует разборки всего устройства. Кроме того, при определении угловой скорости вращения или угла поворота конструкций вращающегося вала с помощью существующих датчиков угла возникает проблема низкой точности измерения и повторяемости результатов.

Краткое изложение сущности изобретения

Исходя из недостатков, характерных для предшествующего уровня техники, основной задачей настоящего изобретения является создание датчика угла поворота, который обеспечивает возможность простой установки, имеет простую конструкцию, обеспечивает высокую повторяемость точности показаний.

С учетом вышесказанного, настоящее изобретение представляет датчик угла поворота, состоящий из подвижной втулки, которая устанавливается с вращающимся валом и подвижно крепится к муфте. В верхней части подвижной втулки расположено кольцо с резьбой, а на внутренней стороне кольца с резьбой предусмотрен блокирующий механизм, который соответствующим образом соединен с вращающимся валом. Неподвижное кольцо соединено винтами с наружным краем кольца с резьбой. Подвижная втулка, кольцо с резьбой и неподвижное кольцо представляют собой разъемные кольца и состоят по меньшей мере из двух концентричных и соосных дугообразных деталей. Вдоль наружного края подвижной втулки расположены зубцы, а на муфте предусмотрено редукторное устройство, состоящее из многоступенчатых зубчатых передач, соединяемых зубцами. Редукторное устройство неподвижно соединено с монтажной платой, при этом чувствительный элемент присоединен рядом с ней.

Упомянутая выше дугообразная деталь имеет кольцеобразный соединительный элемент, подвижно расположенный в ее нижней части, при этом на кольцеобразном соединительном элементе предусмотрено большое количество отверстий под заклепки вдоль его наружного края. Цилиндр заклепки внутри отверстия под заклепки неподвижно соединяет кольцеобразный соединительный элемент с подвижной втулкой. Кольцеобразный соединительный элемент состоит по меньшей мере из двух соединительных деталей, соответствующих дугообразным деталям; на конце соединительной детали предусмотрен паз с отверстием, а между двумя соседними соединительными деталями расположен изгибающийся элемент, который соединяется с данным пазом с отверстием.

Блокирующий механизм состоит из большого количества крепежных элементов, которые крепятся к внутренней стенке кольца с резьбой; при этом входящая в контакт деталь, предусмотренная на наружной поверхности крепежного элемента, входит в контакт с верхней частью подвижной втулки. На внутренней стороне подвижной втулки предусмотрено большое количество позиционирующих отверстий, а в нижней части входящей в контакт детали расположен позиционирующий вал, который может быть подвижно закреплен к позиционирующим отверстиям. В верхней части входящей в контакт детали расположена наклонная поверхность, а вогнутая канавка расположена в нижней части кольца с резьбой, чтобы соединиться с данной наклонной поверхностью. Неподвижное кольцо кольца с резьбой прижимается к наклонной поверхности и подвижно соединено с ней.

Внутренняя поверхность крепежного элемента представляет собой противоскользящую поверхность, соответствующую поверхности вращающегося вала; на противоскользящей поверхности расположены зубцы.

Упомянутая выше муфта состоит из основания и пыленепроницаемого кожуха, при этом конец муфты представляет собой полукруглую крепежную конструкцию, соответствующую подвижной втулке.

Верхний конец полукруглой крепежной конструкции соединен с соответствующим полукруглым кольцом, а вокруг центра вала на внутренней стороне полукруглого кольца и полукруглой крепежной конструкции расположено большое количество тел качения, при этом подвижная втулка и тела качения подвижно соединены.

Кроме того, в боковой части муфты предусмотрена соединительная тяга, которая обеспечивает опору и неподвижно соединяет все устройство с осью транспортного средства; соединительная тяга состоит из передней тяги, задней тяги, а также блока для закрепления, который шарнирно закреплен к задней тяге. Передняя и задняя тяги соединяются так, чтобы образовать длинный регулируемый стержень.

- 1 020686

На блоке для закрепления предусмотрены конический паз и большое количество отверстий, которые соответствуют штифтам различных диаметров.

Зубчатые передачи редукторного устройства и зубцы, расположенные по наружному краю подвижной втулки, образуют пятиступенчатое редукторное устройство, а чувствительный элемент, расположенный рядом с данной конструкцией, использует бесконтактную электромеханическую схему считывания.

Настоящее изобретение позволяет обеспечить следующие преимущества.

1. Подвижная втулка, кольцо с резьбой верхнего подвижного кольца и неподвижное кольцо наружного кольца с резьбой используют две концентричные и соосные дугообразные детали, включая две детали полукруглой конструкции. Это обеспечивает возможность простой установки без разборки. Кроме того, это позволяет измерить любой угол и не имеет ограничений по числу оборотов (их360°, и=да).

2. Для получения низкого коэффициента преобразования при вращении подвижная втулка приводится в движение вращающимся валом измеряемого объекта, а также пятиступенчатым редукторным устройством; кроме того, применяется бесконтактная электромеханическая схема считывания, что позволяет получить точные данные угла поворота.

3. В боковой части муфты находится соединительная тяга для обеспечения опоры и неподвижного соединения всего устройства с осью транспортного средства, при этом длина и угол соединительной тяги регулируются, что обеспечивает, таким образом, возможность более простой установки; кроме того, данное конструктивное исполнение обеспечивает возможность получения постоянного одинакового угла поворота подвижной втулки с вращающимся валом, таким образом, гарантирует точность определения данных.

Краткое описание изобретения

На фиг. 1 изображен чертеж в перспективе конструкции датчика угла поворота согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 изображен покомпонентный чертеж конструкции датчика угла поворота согласно настоящему изобретению.

На фиг. 3 изображен схематический чертеж внутренней стороны конструкции датчика угла поворота согласно настоящему изобретению.

На фиг. 4 изображен схематический чертеж муфты конструкции датчика угла поворота согласно настоящему изобретению.

На фиг. 5 изображен схематический чертеж узлов внутри муфты конструкции установки согласно настоящему изобретению.

На фиг. 6 изображен схематический чертеж части нижнего основания муфты согласно настоящему изобретению.

На фиг. 7 изображен схематический чертеж, иллюстрирующий установку узлов внутри муфты согласно настоящему изобретению.

На фиг. 8 изображен схематический чертеж вращающейся части конструкции датчика угла поворота согласно настоящему изобретению.

На фиг. 9 изображен схематический чертеж, иллюстрирующий установку подвижной втулки конструкции датчика угла поворота согласно настоящему изобретению.

На фиг. 10 изображен схематический чертеж, иллюстрирующий частичную установку вращающейся части конструкции датчика угла поворота согласно настоящему изобретению.

На фиг. 11 изображен схематический чертеж, иллюстрирующий сборку подвижной втулки согласно настоящему изобретению.

На фиг. 12 изображен схематический чертеж полукруглой дугообразной детали подвижной втулки согласно настоящему изобретению.

На фиг. 13 изображен схематический чертеж, иллюстрирующий крепежные узлы подвижной втулки согласно настоящему изобретению.

На фиг. 14 изображен схематический чертеж неподвижного кольца согласно настоящему изобретению.

На фиг. 15 изображен схематический чертеж, иллюстрирующий узлы неподвижного кольца согласно настоящему изобретению.

На фиг. 16 изображен схематический чертеж, иллюстрирующий конструкцию крепежной части согласно настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

См. фиг. 1-16, на которых настоящее изобретение раскрывает датчик угла поворота, состоящий из подвижной втулки 1, крепежной конструкции 2, которая соединяет дугообразные детали, и муфты 3, которая подвижно соединена с подвижной втулкой 1. Муфта 3 состоит из основания 3-1 и пыленепроницаемого кожуха 3-2, при этом конец муфты 3 представляет собой полукруглую крепежную конструкцию 3-3, соответствующую подвижной втулке 1. Верхний конец полукруглой крепежной конструкции 3-3 соединен с соответствующим полукруглым кольцом 3-4, при этом вокруг центра вала на внутренней стороне полукруглого кольца 3-4 и полукруглой крепежной конструкции 3-3 равномерно расположено большое количество тел качения 3-5, а подвижная втулка 1 и тела качения 3-5 подвижно соединены.

- 2 020686

Кроме того, боковая часть муфты 3 снабжена соединительной тягой 4 для обеспечения опоры и неподвижного соединения всего устройства с осью транспортного средства; при этом соединительная тяга 4 состоит из передней тяги 4-1, задней тяги 4-2, а также блока для закрепления 4-3, который шарнирно закреплен к задней тяге 4-2. Передняя тяга 4-1 и задняя тяга 4-2 соединяются так, чтобы образовать длинный регулируемый стержень. На блоке для закрепления 4-3 предусмотрены конический паз 4-4 и большое количество отверстий 4-5, которые соединяются со штифтами разных диаметров. Крепежная конструкция 2, которая соединяет дугообразную деталь, представляет собой кольцеобразный соединительный элемент, и на данном кольцеобразном соединительном элементе предусмотрено большое количество опорных цилиндров 2-1 и отверстий под заклепки 2-2 по его наружному краю. Цилиндр заклепки 2-3 внутри отверстия под заклепки 2-2 неподвижно соединяет кольцеобразный соединительный элемент с подвижной втулкой 1. Кольцеобразный соединительный элемент состоит по меньшей мере из двух соединительных деталей 2-4, соответствующих дугообразным деталям; при этом на конце соединительной детали 2-4 предусмотрен паз с отверстием 2-5, а между двумя соседними соединительными деталями 2-4 изгибающийся элемент 2-6, который соединяется с данным пазом с отверстием 2-5. На верхней части подвижной втулки 1 расположено кольцо с резьбой 5, при этом на внутренней стороне кольца с резьбой 5 предусмотрен блокирующий механизм 6, который соответствующим образом соединен с вращающимся валом. Неподвижное кольцо 7 соединено винтами с наружным краем кольца с резьбой 5. Неподвижное кольцо 7 состоит из двух частей: левой и правой. На узлах этих двух частей расположены соответствующие выпуклые элементы и вогнутые пазы, которые сопрягаются друг с другом. С помощью винтового стопора крепежной гайки 7-1 две части неподвижно соединены друг с другом в виде большой детали винтовой гайки. Подвижная втулка 1, кольцо с резьбой 5 верхнего подвижного кольца и неподвижное кольцо 7 наружного кольца с резьбой 5 представляют собой разъемные кольца и состоят по меньшей мере из двух концентричных и соосных дугообразных деталей. Блокирующий механизм 6 состоит из большого количества крепежных элементов 8, которые крепятся к внутренней стенке кольца с резьбой 5; при этом входящая в контакт деталь 8-1, предусмотренная на наружной поверхности крепежного элемента 8, входит в контакт с верхней частью подвижной втулки 1. На подвижной втулке 1 предусмотрено большое количество позиционирующих отверстий 9, а на нижней части входящей в контакт детали 8-1 расположен позиционирующий вал 8-2, который может быть подвижно соединен с позиционирующими отверстиями 9. Наклонная поверхность 8-3 расположена в верхней части входящей в контакт детали 8-1, а вогнутая канавка 10 расположена в нижней части кольца с резьбой 5 для соединения с наклонной поверхностью 8-3. Неподвижное кольцо 7 кольца с резьбой 5 прижимается к наклонной поверхности 8-3 и подвижно соединено с ней. Посредством изменения положения неподвижного кольца 7 изменяется прижимающее усилие, прилагаемое к наклонной поверхности 8-3, а позиционирующий вал 8-2 поворачивается в позиционирующем отверстии 9, изменяя, таким образом, внутренний диаметр, ограниченный крепежным элементом 8, что обеспечивает возможность приспособления датчика к соединительным валам рулевого колеса разных диаметров. Внутренняя поверхность крепежного элемента 8 представляет собой противоскользящую поверхность 8-4, соответствующую поверхности вращающегося вала; на противоскользящей поверхности выполнены зубцы. По наружному краю подвижной втулки 1 выполнены зубцы подвижной втулки 11, а на муфте 3 предусмотрено редукторное устройство 12, состоящее из многоступенчатых зубчатых передач. Редукторное устройство 12 неподвижно соединено с монтажной платой 13, при этом чувствительный элемент присоединен рядом с ней. Зубчатые передачи редукторного устройства 12 совместно с зубцами 11 образуют конструкцию пятиступенчатого редукторного устройства для получения низкого коэффициента преобразования при вращении, при этом чувствительный элемент, находящийся рядом с данной конструкцией, использует бесконтактную электромеханическую схему считывания для получения точных данных угла поворота. Бесконтактная электромеханическая схема считывания снабжена выходным проводом 14 для измерения данных, при этом выходной провод 14 данных расположен в конце муфты 3. После проведения наружного обследования полученные данные посредством провода выводятся на дисплей или другие контрольно-измерительные приборы в различных формах.

В процессе использования неподвижное кольцо 7 крепится к соединительному валу с универсальным шарниром для рулевого колеса, при этом подвижная втулка 1 и крепежная конструкция открыты для соединения с соединительным валом в полуоткрытом состоянии. Подвижная втулка 1 закрывается в нижней части неподвижного кольца 7, при этом изгибающийся элемент соединяется. Неподвижное кольцо 7 вращается так, чтобы закрепить его на кольце с резьбой 5; когда неподвижное кольцо 7 соединяется с кольцом с резьбой 5 в другом положении, при этом крепежный элемент также находится в другом положении. Затем муфта 3 соединяется с подвижной втулкой 1. Далее конец муфты 3 и полукруглая крепежная конструкция, которая проходит в направлении наружной стороны, устанавливают полукруглое кольцо, соответствующее полукруглой крепежной конструкции, в муфту 3 в параллельном направлении от чувствительного элемента, и затем закрепляют данную конструкцию двумя винтовыми гайками. В итоге, соединительный вал установлен, а угол и длину регулируют так, чтобы соединить другой конец соединительного вала с осью транспортного средства.

Несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант его осуществления, необходимо помнить, что возможны варианты или вариации без отклонения от духа данно- 3 020686 го изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Датчик угла поворота, состоящий из подвижной втулки, выполненной с возможностью установки на вращающемся валу, подвижно соединенной с муфтой, отличающийся тем, что в верхней части подвижной втулки расположено кольцо с наружной резьбой, а на внутренней стороне кольца с наружной резьбой предусмотрен блокирующий механизм, выполненный с возможностью соответствующего соединения с вращающимся валом; датчик содержит неподвижное кольцо, соединенное посредством резьбового соединения с наружной стороной кольца с наружной резьбой, при этом подвижная втулка, кольцо с наружной резьбой и неподвижное кольцо представляют собой разъемные кольца и состоят по меньшей мере из двух концентричных и соосных дугообразных деталей; по наружному краю подвижной втулки выполнены зубцы, а на муфте предусмотрено редукторное устройство, состоящее из многоступенчатой зубчатой передачи с зубчатым зацеплением, взаимодействующее с зубцами подвижной втулки; редукторное устройство неподвижно соединено с монтажной платой, а рядом с ней присоединен чувствительный элемент.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что дугообразные детали подвижной втулки соединены кольцеобразным соединительным элементом, подвижно расположенным в ее нижней части, при этом на поверхности кольцеобразного соединительного элемента предусмотрены отверстия под заклепки, а заклепки неподвижно соединяют кольцеобразный соединительный элемент с подвижной втулкой.
3. Датчик по п.2, отличающийся тем, что кольцеобразный соединительный элемент состоит по меньшей мере из двух соединительных деталей, соответствующих дугообразным деталям, при этом на конце соединительной детали предусмотрен паз с отверстием, а между двумя соседними соединительными деталями предусмотрен изгибающийся элемент, который соединен с пазом с отверстием.
4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что блокирующий механизм состоит из крепежных элементов, которые крепятся к внутренней стенке кольца с наружной резьбой, при этом на наружной поверхности крепежного элемента предусмотрена крепежная деталь, которая входит в контакт с верхней частью подвижной втулки, на внутренней стороне подвижной втулки предусмотрены позиционирующие отверстия, а в нижней части крепежной детали расположен позиционирующий вал, который подвижно соединен с позиционирующими отверстиями, в верхней части крепежной детали выполнена наклонная поверхность, при этом в нижней части кольца с наружной резьбой выполнена вогнутая канавка для соединения с наклонной поверхностью крепежной детали, а неподвижное кольцо выполнено с возможностью прижатия к наклонной поверхности крепежной детали и подвижного соединения с ней.
5. Датчик по п.4, отличающийся тем, что внутренняя поверхность крепежного элемента выполнена противоскользящей и образована зубцами, крепежные элементы выполнены с возможностью изменения положения для обеспечения приспособления к вращающимся валам разных диаметров.
6. Датчик по п.1, отличающийся тем, что муфта состоит из основания с пыленепроницаемым кожухом и крепежной конструкции, соответствующей подвижной втулке; при этом крепежная конструкция выполнена с верхним полукруглым кольцом, соединенным с другим соответствующим полукруглым кольцом, на внутренней стороне крепежной конструкции расположены тела качения, при этом подвижная втулка и тела качения подвижно соединены.
7. Датчик по п.1, отличающийся тем, что на боковой части муфты расположена соединительная тяга для обеспечения опоры и неподвижного соединения устройства с осью транспортного средства; при этом соединительная тяга состоит из передней и задней частей и блока для закрепления, который шарнирно закреплен к задней части; при этом передняя и задняя части соединены так, что образуют длинный регулируемый стержень.
8. Датчик по п.7, отличающийся тем, что на блоке для закрепления предусмотрен конический паз, а в нем выполнены отверстия для соединения со штифтами разных диаметров.
9. Датчик по п.1, отличающийся тем, что зубчатая передача редукторного устройства и зубцы, выполненные по наружному краю подвижной втулки, образуют пятиступенчатое редукторное устройство, при этом чувствительный элемент, расположенный рядом с редукторным устройством, использует бесконтактную электромеханическую схему считывания.