高精度拉线式位移传感器的制作方法

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种高精度拉线式位移传感器。

背景技术：

现许多水电站弧形闸门采用双缸液压启闭机，且闸门运行开度大，在闸门起升、下降过程中需要高精度传感器提供精确测量，提供数据给控制器，控制器通过判断作用于液压启闭机，保证双缸的同步运行，提高闸门的正常安全操作。目前国内拉线式传感器，由于在机械设计方面存在一定的缺陷，造成拉线在收缩及伸出过程中，排绳不规则，存在压线、乱绕等情况，不能确保每圈长度一致，从而导致拉线传感器的测量误差增大，精度超差，达不到设计效果。在实际运用中，由于精度超差，使得闸门纠偏功能不能正常实现，在此情况下，就需要采取其他措施来保证闸门的正常运行，增加了运行成本。特别是在电站遇到紧急情况时，需要调整闸门开度，而闸门无法正常工作，存在很大安全隐患。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种高精度拉线式位移传感器，该传感器采用缠绕轮与花键、花键传动轴、编码器轴同步运行，且拉绳不存在压线、乱绕的情况，保证了拉绳缠绕每圈长度一致，使编码器读数精确。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高精度拉线式位移传感器，包括壳体、绕线轮和编码器，其特征在于：还包括花键套、花键传动轴和固定螺纹套，所述固定螺纹套横向设置在壳体内，花键传动轴穿过固定螺纹套，花键传动轴的一端通过联轴器与编码器连接，其另一端与壳体转动连接；所述绕线轮的中心孔内设有螺纹，绕线轮通过螺纹与固定螺纹套配合螺纹连接，所述花键传动轴通过花键套与绕线轮配合。

优选，花键传动轴通过轴承与壳体连接。

优选，壳体外侧的出线位置设有密封，绕线轮上的拉绳穿过密封与拉环连接。

还包括盘式弹簧，所述盘式弹簧固定在联轴器与壳体之间。

本发明具有以下优点：

1、本发明设计新颖、结构合理，利用机械传动保证了传感器的测量精度，采用缠绕轮与花键、花键传动轴、编码器轴同步运行，且拉绳不存在压线、乱绕的情况，保证了拉绳缠绕每圈长度一致，使编码器读数精确。

2、本发明运用广泛，不仅能用于水电站闸门开度控制系统，还能用于直线导轨系统、液压气缸系统、起重机、电梯等方面。

3、本发明测量范围广，只需更改拉绳长度，便可实现不同测距的测量。

4、本发明成本低廉，所采用设备均易购易制作，实现了低成本的高精度测量。

附图说明

图1为本发明拉绳在壳体内的结构示意图。

图2为本发明拉绳拉出壳体外的结构示意图。

图中标记：1、花键套，2、花键传动轴，3、拉环，4、绕线轮，5、固定螺纹套，6、螺纹，7、编码器，8、盘式弹簧，9、拉绳，10、密封，11、轴承，12、壳体，13、联轴器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。

一种高精度拉线式位移传感器，如图1所示，包括壳体12、绕线轮4和编码器7、花键套1、花键传动轴2和固定螺纹套5。固定螺纹套5横向设置在壳体12内，固定螺纹套5中空，花键传动轴2穿过中空的固定螺纹套5，花键传动轴2的一端通过联轴器13与编码器7连接，其另一端与壳体12转动连接；绕线轮4的中心孔内设有螺纹6，绕线轮4通过螺纹6与固定螺纹套5配合螺纹连接，（即绕线轮4通过螺纹6套接在固定螺纹套5，绕线轮4转动时，绕线轮4沿固定螺纹套5轴向移动），所述花键传动轴2通过花键套1与绕线轮4配合（即绕线轮4转动，通过花键套1带动花键传动轴2转动，花键传动轴2通过联轴器13带动编码器7旋转读数）。

进一步的，花键传动轴2通过轴承11与壳体12连接，轴承11固定在壳体12上。

进一步的，壳体12外侧的出线位置设有密封10，绕线轮4上的拉绳9穿过密封10与拉环3连接。

更进一步的，还包括盘式弹簧8，盘式弹簧8固定在联轴器13与壳体12（或机座）之间。

其工作过程是：在拉绳9伸出过程中，拉绳9向外运行（如图1所示），带动绕线轮4转动，绕线轮4随螺纹6向左移动，移动过程中花键套1带动花键传动轴2，花键传动轴2随之旋转带动联轴器13旋转，从而带动编码器旋转7读数；在此过程中，绕线轮4的轮盘绳槽、拉绳9的直径、固定螺纹套5、螺纹6完全一致，保证了拉绳9与绕线轮4接触面一直垂直，使拉绳9单圈缠绕长度相同，绕线轮4的转速与花键传动轴2也完全同步，从而使编码器7读数精确；由于有盘式弹簧8的作用，拉绳9运行过程中，拉绳9一直处于受力状态，从而确保了拉绳9拉紧不变形，并使盘式弹簧8储能。

在拉绳9收缩的过程中（如图2所示），拉绳9向内运行，由于受盘式弹簧8作用，拉绳9处于受力拉紧状态，同时，花键传动轴2也受盘式弹簧8作用，带动花键套1、绕线轮4同步旋转，使收缩的拉绳9有序排列在绕线4轮上，同时绕线轮4顺螺纹6向右移动，保证拉绳与缠绕轮接触点垂直且不产生压线。

同时，该结构增加绕线轮4直径，减小拉绳9的缠绕中的折弯角度，拉绳9反复收放后不受损伤，增加了设备使用寿命。

本发明中，由于拉绳9与绕线轮4一直处于垂直状态，在出线位置设置密封10，在运行中拉绳9不会破坏密封，保证了外部水汽、杂质等不会进去绕线轮4腔内，从而使内部结构得到了有效保护，增加了设备使用寿命及保证了测量精度。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高精度拉线式位移传感器，包括壳体、绕线轮、编码器、花键套、花键传动轴和固定螺纹套，固定螺纹套横向设置在壳体内，花键传动轴穿过固定螺纹套，花键传动轴的一端通过联轴器与编码器连接，其另一端与壳体转动连接；绕线轮的中心孔内设有螺纹，绕线轮通过螺纹与固定螺纹套配合螺纹连接，花键传动轴通过花键套与绕线轮配合。其采用缠绕轮与花键、花键传动轴、编码器轴同步运行，且拉绳不存在压线、乱绕的情况，保证了拉绳缠绕每圈长度一致，使编码器读数精确。

技术研发人员：刘伟;马林;张泽明;王现锋
受保护的技术使用者：华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司
技术研发日：2019.01.25
技术公布日：2019.04.19