一種拉線長(zhǎng)度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種拉線長(zhǎng)度傳感器，其中拉線長(zhǎng)度傳感器包括接觸端(1)、移動(dòng)端(2)和測(cè)量器，其中接觸端(1)與導(dǎo)線(3)壓緊接觸導(dǎo)電，移動(dòng)端(2)與導(dǎo)線(3)連接導(dǎo)電，測(cè)量器分別與接觸端(1)和移動(dòng)端(2)連接，能夠根據(jù)接觸端(1)和移動(dòng)端(2)之間的導(dǎo)線(3)的電阻值與其長(zhǎng)度成定比例關(guān)系輸出導(dǎo)線(3)的拉出長(zhǎng)度。本實(shí)用新型提供的拉線長(zhǎng)度傳感器，無(wú)需齒輪嚙合式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和測(cè)角傳感器，避免了由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)造成的測(cè)量誤差及可靠性問(wèn)題，也不會(huì)涉及測(cè)角傳感器的軸損壞的問(wèn)題，消除了鋼絲繩亂繩造成的誤差，能夠準(zhǔn)確測(cè)得導(dǎo)線的拉出長(zhǎng)度，并能降低產(chǎn)品成本及維護(hù)費(fèi)用。
【專利說(shuō)明】一種拉線長(zhǎng)度傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種拉線長(zhǎng)度傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)水平的提高，工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，各種傳感器件應(yīng)運(yùn)而生，成為各 高端產(chǎn)業(yè)和工程設(shè)備不可或缺的一部分。其中，拉線長(zhǎng)度傳感器也在很多場(chǎng)合都發(fā)揮了很 重要的作用，例如在起重機(jī)伸縮臂控制過(guò)程中測(cè)量臂架伸出長(zhǎng)度、在工業(yè)控制過(guò)程中測(cè)量 推桿或油缸行程的位移等。對(duì)于一些控制要求較高的場(chǎng)合，將會(huì)對(duì)拉線長(zhǎng)度傳感器提出更 高的要求，如測(cè)量精度更高、測(cè)量數(shù)據(jù)更穩(wěn)定、測(cè)量更可靠等，因此改善長(zhǎng)度傳感器測(cè)量精 度和可靠性問(wèn)題就顯得十分必要，同時(shí)這也將有助于提高設(shè)備的控制性能。
[0003] 現(xiàn)有的拉線傳感器一般采用傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，如圖1所示為一現(xiàn)有的傳感器結(jié)構(gòu)示 意圖。圖中蝸桿a2、測(cè)角傳感器a4與卷盤al固定連接，蝸輪a3與蝸桿a2嚙合連接，測(cè)角 傳感器a4的軸與蝸輪a3固定連接，鋼絲繩a5的一端與卷盤al連接，另一端經(jīng)張緊輪a6 后與移動(dòng)件連接。鋼絲繩a5出線帶動(dòng)卷盤al轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿a2和蝸輪a3隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)測(cè)角 傳感器a4的軸旋轉(zhuǎn)并輸出圈數(shù)與角度，再由卷盤直徑、鋼絲繩線徑、蝸桿蝸輪傳動(dòng)比等參 數(shù)轉(zhuǎn)換可得到鋼絲繩實(shí)際伸出長(zhǎng)度，即移動(dòng)件移動(dòng)距離。
[0004] 然而，現(xiàn)有的拉線傳感器存在以下問(wèn)題：
[0005] 1、傳動(dòng)易造成誤差：蝸輪、蝸桿的安裝存在一定間隙，二者嚙合的松緊程度對(duì)傳感 器的測(cè)量精度具有較大的影響，尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)換傳動(dòng)比較大時(shí)，會(huì)撥動(dòng)蝸輪在間隙范圍內(nèi)活 動(dòng)，使得輸出測(cè)量值的變化較大，且隨著使用時(shí)間增加，蝸輪和蝸桿的磨損程度嚴(yán)重，間隙 增大。
[0006] 2、測(cè)角傳感器易損壞：由于測(cè)角傳感器的軸長(zhǎng)期受到蝸輪蝸桿傳動(dòng)引起的徑向 力，容易使其損壞、壽命降低，引發(fā)可靠性問(wèn)題。
[0007] 3、亂繩易造成誤差：對(duì)于外盤線式的傳感器，極易出現(xiàn)亂繩現(xiàn)象，即鋼絲繩未按指 定卷盤軌跡盤線，而是出現(xiàn)層疊、交叉現(xiàn)象。這樣便會(huì)造成長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換不準(zhǔn)確，產(chǎn)生較大測(cè)量 誤差。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 本實(shí)用新型的目的是提出一種拉線長(zhǎng)度傳感器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳動(dòng)造成誤 差、測(cè)角傳感器易損壞以及由于亂繩現(xiàn)象易引起測(cè)量誤差的問(wèn)題。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種拉線長(zhǎng)度傳感器，包括接觸端、移動(dòng)端和 測(cè)量器，其中所述接觸端與導(dǎo)線壓緊接觸導(dǎo)電，所述移動(dòng)端與所述導(dǎo)線連接導(dǎo)電，所述測(cè)量 器分別與所述接觸端和所述移動(dòng)端連接，能夠根據(jù)所述接觸端和所述移動(dòng)端之間的所述導(dǎo) 線的電阻值與其長(zhǎng)度成定比例關(guān)系輸出所述導(dǎo)線的拉出長(zhǎng)度。
[0010] 進(jìn)一步地，所述測(cè)量器包括電信號(hào)測(cè)量元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換元件，所述電信號(hào)測(cè)量元 件能夠測(cè)量所述導(dǎo)線的電信號(hào)數(shù)值，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換元件與所述電信號(hào)測(cè)量元件連接，能夠 輸出所述導(dǎo)線的拉出長(zhǎng)度。
[0011] 進(jìn)一步地，所述接觸端為對(duì)輥，所述對(duì)輥包括兩個(gè)輥?zhàn)樱鲚佔(zhàn)涌赊D(zhuǎn)動(dòng)地安裝于 軸上，所述導(dǎo)線穿過(guò)所述兩個(gè)輥?zhàn)有纬傻拈g隙，且能夠相對(duì)于所述對(duì)輥運(yùn)動(dòng)，所述輥?zhàn)优c所 述導(dǎo)線壓緊接觸導(dǎo)電。
[0012] 進(jìn)一步地，所述拉線長(zhǎng)度傳感器還包括托起裝置，所述托起裝置能夠支撐所述導(dǎo) 線。
[0013] 進(jìn)一步地，所述拉線長(zhǎng)度傳感器還包括卷盤，用于裝載所述導(dǎo)線，所述卷盤中裝有 發(fā)條。
[0014] 基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的拉線長(zhǎng)度傳感器，無(wú)需齒輪嚙合式的傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)和測(cè)角傳感器，利用導(dǎo)線的電阻值與其長(zhǎng)度成定比例關(guān)系的原理，避免了由傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 造成的測(cè)量誤差及可靠性問(wèn)題，也不會(huì)涉及測(cè)角傳感器的軸損壞問(wèn)題，消除了鋼絲繩亂繩 造成的誤差，能夠準(zhǔn)確測(cè)得導(dǎo)線的拉出長(zhǎng)度，并能降低產(chǎn)品成本及維護(hù)費(fèi)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng) 限定。在附圖中：
[0016] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中拉線長(zhǎng)度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型拉線長(zhǎng)度傳感器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3為本實(shí)用新型中電信號(hào)測(cè)量元件的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量電路圖。
[0019] 圖4為本實(shí)用新型中電信號(hào)測(cè)量元件的另一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量電路圖。
[0020] 圖中：al_卷盤，a2_蝸桿，a3_蝸輪，a4_測(cè)角傳感器，a5_鋼絲繩，a6_張緊輪， 1-接觸端，2-移動(dòng)端，3-導(dǎo)線，4-卷盤，5-移動(dòng)件。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中的拉線長(zhǎng)度傳感器存在的傳動(dòng)易造成誤差、測(cè)角傳感器易損 壞、亂繩易造成誤差的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種拉線長(zhǎng)度傳感器，包括接觸端1、移動(dòng)端 2和測(cè)量器，其中所述接觸端1與導(dǎo)線3壓緊接觸導(dǎo)電，所述移動(dòng)端2與所述導(dǎo)線3連接導(dǎo) 電，所述測(cè)量器分別與所述接觸端1和所述移動(dòng)端2連接，能夠根據(jù)所述接觸端1和所述移 動(dòng)端2之間的所述導(dǎo)線3的電阻值與其長(zhǎng)度成定比例關(guān)系輸出所述導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度。
[0023] 其中，所述接觸端1和所述移動(dòng)端2都是可以導(dǎo)電的，這樣可以使得所述測(cè)量器與 所述接觸端1和所述移動(dòng)端2電連接，從而利用所述測(cè)量器輸出所述導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度。比 如，所述接觸端1可以相對(duì)地面固定，所述移動(dòng)端2可以是導(dǎo)電的夾子或者其他結(jié)構(gòu)，所述 移動(dòng)端2相對(duì)于所述導(dǎo)線3可以是固定的，所述接觸端1相對(duì)于所述導(dǎo)線3可以是移動(dòng)的， 當(dāng)與所述導(dǎo)線3連接的移動(dòng)件5停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述導(dǎo)線3也停止運(yùn)動(dòng)，利用測(cè)量器輸出所述 導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度。這里的所述導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度指的是所述導(dǎo)線3停止運(yùn)動(dòng)后，位于所 述接觸端1和所述移動(dòng)端2之間的所述導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度，即拉線長(zhǎng)度。當(dāng)然，所述接觸端 1相對(duì)于地面也可以不固定，所述拉線長(zhǎng)度傳感器可以適用于不同的場(chǎng)合。
[0024] 本實(shí)用新型提供的拉線長(zhǎng)度傳感器主要利用均勻的導(dǎo)線的電阻值與其長(zhǎng)度成定 比例關(guān)系的原理，由于省略了現(xiàn)有技術(shù)中拉線長(zhǎng)度傳感器的傳動(dòng)部件和測(cè)角傳感器，因此 避免了由傳動(dòng)和測(cè)角所帶來(lái)的誤差，不存在測(cè)角傳感器壽命低的問(wèn)題，更重要的是，本實(shí)用 新型的拉線長(zhǎng)度傳感器由于測(cè)量的是導(dǎo)線拉出長(zhǎng)度的電阻值，因此即使導(dǎo)線未按指定卷盤 軌跡盤線，只要在導(dǎo)線被移動(dòng)件拉出的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，導(dǎo)線處于伸直狀態(tài)，即可準(zhǔn)確測(cè)量出導(dǎo) 線的拉出長(zhǎng)度，導(dǎo)線的拉出長(zhǎng)度即為移動(dòng)件的移動(dòng)距離，避免了亂繩現(xiàn)象對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量造成 的誤差。
[0025] 本實(shí)用新型中導(dǎo)線需滿足以下條件：（1)能夠?qū)щ姡唬?)抗磨損且不易變形，即要 求導(dǎo)線的材質(zhì)均勻，抗磨損，不易拉伸變形（變細(xì)），盡可能的保證電阻值R和導(dǎo)線L長(zhǎng)度 值呈固定比例關(guān)系，即R = k*L，k為常量，且k值較大（即L稍微變化，R即有體現(xiàn)，分辨 率高）；（3)導(dǎo)線的電信號(hào)數(shù)值可測(cè)，即在導(dǎo)線長(zhǎng)度L范圍內(nèi)，電信號(hào)數(shù)值（比如電阻值R) 可測(cè)，比如0. 001-10歐容易測(cè)量與分辨，〇-〇. 001歐就不易測(cè)量與分辨；(4)可纏繞在卷盤 上，即要求導(dǎo)線的直徑不宜太大，具有足夠韌性。其中，關(guān)于導(dǎo)線的電阻與其長(zhǎng)度所成的定 比例關(guān)系中的k值視為已知的常量，均勻的導(dǎo)線在出廠時(shí)廠商會(huì)提供參考值和相關(guān)的比例 關(guān)系，如R= pL/s(p為電阻率，s為橫截面積），使用者可以再經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量進(jìn)行校驗(yàn)，得 出比例系數(shù)k值。
[0026] 本實(shí)用新型提供的拉線長(zhǎng)度傳感器的應(yīng)用范圍較廣，當(dāng)采用較高電阻分辨率的導(dǎo) 線時(shí)可測(cè)量小量程的移動(dòng)距離，當(dāng)導(dǎo)線足夠長(zhǎng)時(shí)可以測(cè)量大量程的距離。比如，要求長(zhǎng)度測(cè) 量的分辨率為1mm，若選用橫截面積為1平方毫米、電阻率為1歐平方毫米/米的導(dǎo)線，則導(dǎo) 線電阻的分辨率應(yīng)為〇. 001歐；若使用同樣的導(dǎo)線，用來(lái)測(cè)量IOm的距離，則所測(cè)導(dǎo)線阻值 范圍約為0-10歐。
[0027] 如圖2所示，為本實(shí)用新型所提供的拉線長(zhǎng)度傳感器一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 所述測(cè)量器包括電信號(hào)測(cè)量元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換元件，所述電信號(hào)測(cè)量元件能夠測(cè)量所述導(dǎo)線 3的電信號(hào)數(shù)值，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換元件與所述電信號(hào)測(cè)量元件連接，能夠輸出所述導(dǎo)線3的拉 出長(zhǎng)度。其中，所述電信號(hào)測(cè)量元件可以是電壓表、電流表、萬(wàn)能表或者其他能夠測(cè)量所述 導(dǎo)線3的電信號(hào)數(shù)值的元件，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換元件可以是現(xiàn)有的硬件電路或者其他能夠輸出 所述導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度的元件。
[0028] 通過(guò)所述電信號(hào)測(cè)量元件，所述拉線長(zhǎng)度傳感器可以測(cè)量出所述接觸端和所述移 動(dòng)件之間的所述導(dǎo)線3的電信號(hào)數(shù)值，然后根據(jù)所述導(dǎo)線3的電信號(hào)數(shù)值與其長(zhǎng)度成定比 例關(guān)系，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換元件能夠輸出所述導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度，所述導(dǎo)線3的拉出長(zhǎng)度即為所 述移動(dòng)件的移動(dòng)距離。
[0029] 所述電信號(hào)測(cè)量元件所測(cè)量的電信號(hào)數(shù)值包括電阻值、電流值或者電壓值。也就 是說(shuō)，本實(shí)用新型中的電信號(hào)測(cè)量元件可以直接通過(guò)測(cè)量所述導(dǎo)線3的電阻值，然后根據(jù) 所述導(dǎo)線3的電阻值與其長(zhǎng)度成定比例關(guān)系的原理進(jìn)行換算，得出移動(dòng)件的移動(dòng)距離；也 可以將所述導(dǎo)線3作為一個(gè)未知電阻，通過(guò)專門設(shè)計(jì)的運(yùn)算放大電路，間接測(cè)量其電流值 或者電壓值，然后根據(jù)測(cè)得的電壓值或者電流值計(jì)算出所述導(dǎo)線3的電阻值，再根據(jù)所述 導(dǎo)線3的電阻值與其長(zhǎng)度成定比例關(guān)系的原理進(jìn)行換算，得出移動(dòng)件的移動(dòng)距離。
[0030] 間接測(cè)量的測(cè)量手段有很多種，只要能夠間接得出所述導(dǎo)線3的電阻值即可。這 里僅以分壓電阻測(cè)量手段和分流電阻測(cè)量手段為例進(jìn)行說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限 制，其他能夠?qū)崿F(xiàn)相同功能的技術(shù)手段應(yīng)視為本實(shí)用新型的替代方案，均包含在本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0031] 如圖3所示，為一個(gè)具體地間接測(cè)量導(dǎo)線電阻的例子，S卩：將一已知阻值為Rtl的電 阻和未知阻值（R x)的被測(cè)物（即導(dǎo)線）串聯(lián)，總電壓為U，把電壓表并聯(lián)在Rx兩端，測(cè)出電 壓仏，由

【權(quán)利要求】
1. 一種拉線長(zhǎng)度傳感器，其特征在于，包括接觸端（1)、移動(dòng)端（2)和測(cè)量器，其中所述 接觸端（1)與導(dǎo)線（3)壓緊接觸導(dǎo)電，所述移動(dòng)端（2)與所述導(dǎo)線（3)連接導(dǎo)電，所述測(cè)量 器分別與所述接觸端（1)和所述移動(dòng)端（2)連接，能夠根據(jù)所述接觸端（1)和所述移動(dòng)端 (2)之間的所述導(dǎo)線（3)的電阻值與其長(zhǎng)度成定比例關(guān)系輸出所述導(dǎo)線（3)的拉出長(zhǎng)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線長(zhǎng)度傳感器，其特征在于，所述測(cè)量器包括電信號(hào)測(cè)量 元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換元件，所述電信號(hào)測(cè)量元件能夠測(cè)量所述導(dǎo)線（3)的電信號(hào)數(shù)值，所述信 號(hào)轉(zhuǎn)換元件與所述電信號(hào)測(cè)量元件連接，能夠輸出所述導(dǎo)線（3)的拉出長(zhǎng)度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線長(zhǎng)度傳感器，其特征在于，所述接觸端（1)為對(duì)親，所述 對(duì)親包括兩個(gè)親子，所述親子可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于軸上，所述導(dǎo)線（3)穿過(guò)所述兩個(gè)親子形成 的間隙，且能夠相對(duì)于所述對(duì)親運(yùn)動(dòng)，所述親子與所述導(dǎo)線（3)壓緊接觸導(dǎo)電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線長(zhǎng)度傳感器，其特征在于，所述拉線長(zhǎng)度傳感器還包括 巧起裝置，所述巧起裝置能夠支撐所述導(dǎo)線（3)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉線長(zhǎng)度傳感器，其特征在于，所述拉線長(zhǎng)度傳感器還包括 卷盤（4)，用于裝載所述導(dǎo)線（3)，所述卷盤（4)中裝有發(fā)條。
【文檔編號(hào)】G01B21/02GK204228133SQ201420626187
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】蔡彧, 左帥, 王潤(rùn)澤 申請(qǐng)人:徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司