专利名称：一种拉线传感器及工程机械的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域和测控领域，具体地说，涉及一种拉线传感器及工程机械。
背景技术：
现有技术中，主要有两类传感器用于测量被测物体(如液压缸的活塞杆)的行程 磁致伸缩传感器和拉线传感器。对于磁致伸缩传感器，当活塞杆等被测物体沿行程运动时，该传感器利用磁致伸缩波导管测量存在波导中应变脉冲的发出与返回的时间间隔，根据该时间间隔能精确地确定活塞(或磁铁)的位值。这种传感器需要特殊的工艺和材料，造价昂贵，并且感应磁头易受外界干扰而产生误差。对于拉线传感器，常需要对液压缸结构进行改动，并且作为拉线的钢丝绳常需要暴露在外面，在外界环境恶劣的情况下，易造成较大误差或是钢丝绳的断裂。
实用新型内容为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种拉线传感器，该拉线传感器对油缸结构改动较小，并且不会受外界环境的影响。本实用新型的拉线传感器，其包括拉线、绕线轮和编码器，所述拉线的第一端设置在所述绕线轮上，所述拉线的第二端用于连接被测物体，所述编码器的输入轴与所述绕线轮的轴心连接，该拉线传感器还包括弹性装置，所述弹性装置与所述绕线轮连接，用于使所述拉线绕所述绕线轮回转。作为上述技术方案的优选，所述弹性装置设置于所述绕线轮的第一侧，所述编码器设置于所述绕线轮的第二侧，所述第一侧和第二侧为相向设置。作为上述技术方案的优选，所述弹性装置设置于所述绕线轮的内部。作为上述技术方案的优选，所述弹性装置为涡卷弹簧。作为上述技术方案的优选，该拉线传感器还包括收容所述绕线轮和弹性装置的外壳，所述外壳包括依次设置的第一外壳、第二外壳和第三外壳，所述第一外壳内设置所述弹性装置，所述第二外壳内设置所述绕线轮，所述编码器设置于所述第三外壳外侧。作为上述技术方案的优选，所述绕线轮的第二侧的轴心穿过所述第三外壳，该轴心开设有连接孔，所述编码器的输入轴插入所述连接孔，并通过定位螺钉与该轴心联结。作为上述技术方案的优选，所述第三外壳内设置旋转格来圈，所述绕线轮的第二侧轴心设置于所述旋转格来圈内。作为上述技术方案的优选，所述第一外壳和第二外壳之间以及所述第二外壳和第三外壳之间均设置有密封圈。本实用新型的另一个目的在于提供一种工程机械，该工程机械包括油缸及前述的拉线传感器，所述拉线传感器用于测量油缸行程，所述拉线的第二端连接所述油缸的活塞杆。作为上述技术方案的优选，该工程机械还包括定滑轮，所述定滑轮设置在所述油缸内部的底座上，从所述绕线轮伸出的拉线绕过所述定滑轮与所述活塞杆连接，位于所述定滑轮两侧的拉线形成夹角。作为上述技术方案的优选，所述夹角为90°。作为上述技术方案的优选，所述的拉线传感器还包括收容所述绕线轮和弹性装置的外壳，所述外壳设置于油缸的外侧，在所述外壳和所述油缸上分别开设有供所述拉线穿过拉线孔。作为上述技术方案的优选，所述外壳设置于油缸底座的外侧。作为上述技术方案的优选，所述拉线的第二端连接于所述活塞杆的中轴线位置。本实用新型的拉线传感器及工程机械，当被测物体如活塞杆伸缩时，通过拉线拉动绕线轮正转或反转，绕线轮的转数传递给编码器，即可测出被测物体的伸缩位移。与现有技术相比，本实用新型不需要采用特殊的工艺和材料，也不需要对现有的油缸进行较大的改动，因此能明显节约成本。此外，本实用新型通过安装定滑轮，并将拉线设置于所述活塞杆的轴线位置，可以避免活塞杆转动对编码器测量的影响，测量精度高。而且，本实用新型的拉线设置在与外界环境隔离的油缸内部和绕线轮中，不受外部环境干扰，不会在恶劣环境中造成误差过大或导致拉线的断裂，可靠性高。另外，本实用新型还具有便于安装的优点ο
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型一实施例的拉线传感器的结构图；图2是图1所示实施例的拉线传感器在工程机械的油缸中的安装示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。图1所示是本实用新型一实施例的拉线传感器的结构图，如图所示，本实用新型的拉线传感器至少包括拉线5 (图2所示)、绕线轮17、编码器14和弹性装置。拉线5的第一端设置在绕线轮17上，第二端用于连接被测物体，以根据被测物体的移动测量其行程。被测物体可以如油缸的活塞杆等结构。拉线5可以采用各种线状材料， 优选拉线5为钢丝绳。拉线5可以通过螺钉3固定在被测物体上。绕线轮17用于缠绕拉线5，根据被测物体行程的不同，缠绕于绕线轮17上的拉线量也不同。弹性装置与绕线轮 17连接，用于使拉线5绕所述绕线轮17回转。在被测物体伸出时，其伸出的拉力可以将拉线5从绕线轮17拉出。在被测物体缩回时，该弹性装置的回转力矩可以使绕线轮17反转， 从而使得拉线5被收回，并缠绕在绕线轮17的线圈上。该弹性装置可以避免拉线5不规则的缠结。弹性装置可以设置于绕线轮17的第一侧，此时编码器14设置于绕线轮17的第二侧，所述第一侧和第二侧为相向设置。该弹性装置也可以设置在绕线轮17的内部，本实用新型并不受限于此。弹性装置可以是扭簧、涡卷弹簧、恒力盘簧等弹性部件，优选为涡卷弹簧18。编码器14的输入轴与所述绕线轮17的轴心连接。当被测物体伸缩时，通过拉线 5拉动绕线轮17正转或反转，绕线轮17的转数传递给编码器14，即可测出活塞杆4的伸缩位移。该编码器14可以是一个光电编码器。绕线轮17和弹性装置设置于外壳内，该外壳可将绕线轮17和弹性装置与外界环境隔离，并可以起到支撑绕线轮17、弹性装置和编码器 14的作用。在图1所示实施例中，该外壳包括相互间密封的第一外壳7 (弹簧座)、第二外壳 10 (线轮座)和第三外壳12 (安装座)。为了空间上的合理布局，将弹性装置设置于所述绕线轮17的第一侧，编码器14设置于所述绕线轮17第二侧。此时，第一外壳7内设置弹性装置，第二外壳10内设置绕线轮17，编码器14设置于第三外壳12外侧。各外壳可以具有多种封闭的结构。作为优选，第一外壳7、第二外壳10具有如图2所示的U形筒结构，第三外壳12由U形筒结构1 和固定板12b组成。各U形筒结构相互层叠，并在第三外壳12的一端通过固定板12b封闭。作为优选，绕线轮17的轴心通过如图1所示的定位螺钉15与编码器14的输入轴联结。此时，绕线轮17的第二侧的轴心穿过第三外壳12，该轴心开设有连接孔，编码器14的输入轴插入所述连接孔，并通过定位螺钉15与该轴心联结。为了实现更优的密封效果，可以在第三外壳12内设置旋转格来圈16，绕线轮17的第二侧轴心设置于该旋转格来圈16内，以将可能泄露到第二外壳10内的少量液压油与编码器14隔离开。作为另一个实施例，在第一外壳7和第二外壳10之间以及在第二外壳10 和第三外壳12之间均设置有密封圈8、11，以进一步在第二外壳10与第一外壳7、第三外壳 12之间保持密封。各密封圈可以是0型密封圈。采用上述结构的拉线传感器时，不需要对被测物体进行较大的改动，能明显节约成本。而且，由于不受外部环境干扰，不会在恶劣环境中造成误差过大或导致拉线的断裂。上述拉线传感器可以测量多种被测物体，优选该拉线传感器用于测量液压油缸的活塞杆行程。除了上述拉线传感器，本实用新型还提供一种工程机械，该工程机械包括油缸及前述的拉线传感器，该拉线传感器用于测量油缸行程，拉线的第二端连接油缸的活塞杆。图 2所示是本实用新型的拉线传感器在工程机械的油缸中的安装示意图。该油缸作为直线式执行机构，包括油缸底座1和活塞杆4，通过对进油和出油的操作，活塞杆4相对于底座1进行伸缩位移。拉线5的第一端设置在绕线轮17上，拉线5的第二端连接在油缸的活塞杆4 上。作为本实用新型的一个优选实施例，该工程机械还包括一个图2所示的定滑轮2， 该定滑轮2设置在油缸内部的底座1上，该定滑轮2可以通过螺钉固定在油缸内部的底座1 上。拉线5绕过所述定滑轮2，即拉线5的设置从绕线轮17出始，经过定滑轮2，并终止于活塞杆4。拉线5经过定滑轮2后，实现拉线角度的改变，优选拉线5的角度改变90°。此外，优选拉线5连接于活塞杆4的中轴线位置，则可以避免活塞杆4转动对编码器14测量的影响，提高测量精度。为了实现拉线传感器与油缸的隔离，该拉线传感器还包括收容绕线轮17和弹性装置的外壳，外壳设置于油缸的外侧，在外壳和油缸上分别开设有供所述拉线5穿过拉线孔50。该外壳可以图1所示实施例的第一外壳7、第二外壳10和第三外壳12。为了实现更优的密封效果，在第二外壳10和油缸的底座1外侧之间可以密封圈9，该密封圈9可以防止在拉线孔50中的液压油泄露到第二外壳10内。所述外壳可以设置在油缸的底座1外侧上，也可以设置在油缸的缸体外侧上，本实用新型并不受限于此。此外，优选拉线5连接于活塞杆4的中轴线位置，则可以避免活塞杆4转动对编码器14测量的影响，提高测量精度。本实用新型的拉线传感器及工程机械，当被测物体如活塞杆4伸出时，拉线5随之一起伸出，拉线5带动绕线轮17正转，绕线轮17带动编码器14的输入轴一起旋转，通过转数即可以计算出活塞杆4伸出的行程；当活塞杆4收缩时，拉线5会在弹性装置的回转力矩下回收，同时绕线轮17反转，同理可以通过转数计算出活塞杆4收缩的行程。因此，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点1)节约成本本实用新型不需要采用特殊的工艺和材料，也不需要对现有的油缸进行较大的改动，因此能明显节约成本。2)精度高本实用新型通过安装定滑轮2，并将拉线5设置于所述活塞杆4的轴线位置，可以避免活塞杆4转动对编码器14测量的影响，测量精度高。3)可靠性高本实用新型的拉线5设置在与外界环境隔离的油缸内部和绕线轮17中，不受外部环境干扰，不会在恶劣环境中造成误差过大或导致拉线5的断裂，可靠性高。4)便于安装本实用新型结构简单、易于制作，其安装在油缸外侧，为油缸底座的安装让出位置，便于油缸在臂架上的安装。因此，本实用新型的有益效果是显而易见的。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种拉线传感器，其包括拉线、绕线轮和编码器，所述拉线的第一端设置在所述绕线轮上，所述拉线的第二端用于连接被测物体，所述编码器的输入轴与所述绕线轮的轴心连接，其特征在于，还包括弹性装置，所述弹性装置与所述绕线轮连接，用于使所述拉线绕所述绕线轮回转。
2.根据权利要求1所述的拉线传感器，其特征在于，所述弹性装置设置于所述绕线轮的第一侧，所述编码器设置于所述绕线轮的第二侧，所述第一侧和第二侧为相向设置。
3.根据权利要求1所述的拉线传感器，其特征在于，所述弹性装置设置于所述绕线轮的内部。
4.根据权利要求2或3所述的拉线传感器，其特征在于，所述弹性装置为涡卷弹簧。
5.根据权利要求1所述的拉线传感器，其特征在于，还包括收容所述绕线轮和弹性装置的外壳，所述外壳包括依次设置的第一外壳、第二外壳和第三外壳，所述第一外壳内设置所述弹性装置，所述第二外壳内设置所述绕线轮，所述编码器设置于所述第三外壳外侧。
6.根据权利要求5所述的拉线传感器，其特征在于，所述绕线轮的第二侧的轴心穿过所述第三外壳，该轴心开设有连接孔，所述编码器的输入轴插入所述连接孔，并通过定位螺钉与该轴心联结。
7.根据权利要求5或6所述的拉线传感器，其特征在于，所述第三外壳内设置旋转格来圈，所述绕线轮的第二侧轴心设置于所述旋转格来圈内。
8.根据权利要求5或6所述的拉线传感器，其特征在于，所述第一外壳和第二外壳之间以及所述第二外壳和第三外壳之间均设置有密封圈。
9.一种工程机械，其特征在于，包括油缸及权利要求1至8任一项所述的拉线传感器， 所述拉线传感器用于测量油缸行程，所述拉线的第二端连接所述油缸的活塞杆。
10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，还包括定滑轮，所述定滑轮设置在所述油缸内部的底座上，从所述绕线轮伸出的拉线绕过所述定滑轮与所述活塞杆连接，位于所述定滑轮两侧的拉线形成夹角。
11.根据权利要求10所述的工程机械，其特征在于，所述夹角为90°。
12.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述的拉线传感器还包括收容所述绕线轮和弹性装置的外壳，所述外壳设置于油缸的外侧，在所述外壳和所述油缸上分别开设有供所述拉线穿过拉线孔。
13.根据权利要求12所述的工程机械，其特征在于，所述外壳设置于油缸底座的外侧。
14.根据权利要求9至13任一项所述的工程机械，其特征在于，所述拉线的第二端连接于所述活塞杆的中轴线位置。
专利摘要本实用新型提出了一种拉线传感器及工程机械。该拉线传感器包括拉线、绕线轮、编码器和弹性装置，所述拉线的第一端设置在所述绕线轮上，所述拉线的第二端用于连接被测物体，所述编码器的输入轴与所述绕线轮的轴心连接，所述弹性装置与所述绕线轮连接，用于使所述拉线绕所述绕线轮回转。该拉线传感器包括油缸及前述的拉线传感器。本实用新型具有节约成本、精度高、可靠性高、便于安装等优点。
文档编号F15B15/28GK202092604SQ20112016405
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月21日 优先权日2011年5月21日
发明者方剑, 曹显利, 李尊远 申请人:三一重工股份有限公司