一种自由轴芯结构及带自由轴芯结构的位移传感器的制作方法

本实用新型涉及一种机械技术领域，尤其涉及一种能减小摩擦，灵活度高的自由轴芯结构及带自由轴芯结构的位移传感器。

背景技术：

一般在机械设计中，轴芯都是用于固定物件的，尤其在气缸设计中，如专利申请号为201320609797.6的一种气缸的专利申请中，气缸内设置有转子，转子包括轴芯和铁芯，且轴芯设置在铁芯的内部，通过控制轴芯来固定铁芯，当轴芯前后运动或者转动时，轴芯所受到的摩擦力大，对于一些小型的精密性测量仪器，如位移传感器中，由于精密性要求高，其内部的阻力应尽量减小，方可提高精密仪器的精度，现有技术中，铁芯一般都在轨道中运动，而铁芯运动中会与轨道壁产生一个很大的摩擦，这样大大影响了位移传感器的测量精度，如何设置轴芯与铁芯的位置关系，有效减小铁芯运动的的摩擦力，是精密仪器设计中需要重点考虑的问题。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种能够减小与铁芯和轨道的摩擦力，在轨道中自由滑动的轴芯结构及带该自由轴芯结构的位移传感器。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种自由轴芯结构，轴芯自由设置在轨道中，轨道中还设置有铁芯，所述铁芯固定在长轴的一端，长轴的另一端向轨道外端延伸，所述铁芯的横截面小于轨道的横截面，所述铁芯与轴芯在同一轴向的轨道中，且轴芯与铁芯活动性接触，所述轨道内设置有供轴芯自由活动的活动区域。

其中，所述轨道与气压泵连接，所述轴芯位于气压泵与铁芯之间，所述气压泵驱动轴芯运动，所述轴芯推动铁芯运动。

其中，所述轴芯采用氧化陶瓷或者有色金属材料制成。

其中，所述轨道上设置有感应电信号的感应装置，所述感应装置上设置有用于传递电信号的铜针，所述铜针与外部控制电路电连接。

本实用新型还公开了一种位移传感器，包括上述中提到的自由轴芯结构，所述自由轴芯结构容置在传感器的外壳内，所述外壳为空腔体结构，且作为测距探头的长轴一端固定连接铁芯，另一端延伸出外壳。

其中，所述轨道上的感应装置为感应线圈，所述感应线圈设置在轨道外表面，所述感应线圈与铜针电连接，所述铜针与外部控制电路电连接，所述铁芯切割磁感线，磁感线将产生的电信号传递给铜针。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型将轴芯与铁芯分开设置，轴芯在外部动力源的作用下在活动区域做直线运动，从而推动铁芯带动长轴向前运动，铁芯在运动过程中，由于距离的变化，轨道上的感应装置感应到铁芯运动带来的变化，并将这种变化转化成电信号，从而得到测量数据，气压泵为位移传感器的动力源，而感应装置为感应线圈，通过铁芯切割磁感线得到电信号。本实用新型自由活动的轴芯，带动铁芯运动产生位移变化的方式，使轴芯在轨道中能自由运动，推动铁芯带动长轴运动，这种运动方式，可以减小铁芯的的体积，使之在运动中不直接与轨道壁接触，这样大大减小了铁芯运动过程中的摩擦力，使长轴在导轨中运动更为轻便，从而使测量精度更高。

附图说明

图1为本实用新型实施例轴芯和铁芯分开设置的横切面示意图；

图2为本实用新型实施例铁芯和长轴关系示意图 。

主要元器件说明：

1、轴芯 2、铁芯

3、铜针 4、动力源

5、轨道 6、长轴

7、活动区域。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1-图2，本实用新型所描述的一种自由轴芯1结构，轴芯1自由设置在轨道5中，轨道5中还设置有铁芯2，铁芯2的横截面小于轨道5的横截面，即铁芯2不与轨道5的内壁接触，铁芯2与轴芯1在同一轴向的轨道5中，铁芯2与长轴6的一端固定，长轴6的另一端延伸出轨道5，轴芯1与铁芯2活动性接触，轨道5内设置有供轴芯1自由活动的活动区域7。在本实施例中，轨道5与动力源4连接，轴芯1位于动力源4与铁芯2之间，动力源4驱动轴芯1运动，轴芯1推动铁芯2运动。

与现有技术相比，本实用新型将轴芯1与铁芯2分开设置，轴芯1在外部动力源4的作用下在活动区域7做直线运动，从而推动铁芯2带动长轴向前运动，铁芯2在运动过程中，由于距离的变化，轨道5上的感应装置（图未示）感应到相关变化，并将这种变化转化成电信号，从而得到测量数据。

本实用新型的自由轴芯结构较常运用到位移传感器中，在位移传感器中，通过内部位移部件的变化产生电信号，本实施例以一种气缸式位移传感器来解释说明这种自由轴芯结构。

在本实施例中，动力源4为给轨道5提供气压的气压泵，轨道5与气压泵连接，且轨道5上的感应装置为线圈，线圈围绕在轨道5的外表面，感应线圈分为初级线圈和次级线圈，初级线圈与次级线圈都与铜针3电连接，轴芯1和铁芯2都设置在轨道5内，当轨道5内被充入气体时，由于轴芯1设置在动力源4与铁芯2之间，且轴芯1容置区域为专为轴芯1提供的活动区域，轴芯1很容易在气压的推动下向铁芯2方向运动，当轴芯1与铁芯2碰撞后，铁芯2也会跟着运动，由于铁芯2为导体，故可以切割磁感线，初级线圈与次级线圈相互感应产生电信号，通过铜针3传入外部控制电路中，从而得到测量的数据。

在本实施例中，轴芯1可以采用氧化陶瓷材料制成，氧化陶瓷材料硬度高，在与铁芯2碰撞过程中，能很好地将力传导给铁芯2，且不容易磨损。本实施例中，切割磁感线的是铁芯2，且铁芯2与轴芯1分离，故铁芯2运动过程中摩擦力只与自身相关，大大减小了摩擦力对铁芯2运动距离的影响，同样轴芯1为自由结构，可以任意在活动区域7运动，能够很好地将气压泵传递的压力传递给铁芯2，功耗小，对应小型高精度的测量仪器，铁芯2与轴芯1分离的结构设计不仅能减小设计体积，还有利于提高测量精度。

针对本实用新型的设计，动力源4还可以为磁性控制件，此时，只需将轴芯1替换成某些能被磁力影响的有色金属材料即可，且保证轴芯1与该有磁力控制件相排次即可，而感应装置可以继续为线圈，也可以是红外线探测仪或者其他的装置，以红外线探测仪为例，当磁力控制件产生磁力时，轴芯1与该磁力控制件相排斥，从而让轴芯1往铁芯2方向运动，此时需保证铁芯2与轴芯1的材料为不互相吸引也不互相排斥的材料，轴芯1与铁芯2碰撞，带动铁芯2运动，红外线探测仪接收到铁芯2的原始位置和开始返回时的最大位置，从而得出位移距离，根据该位移距离产生对应的信号，通过铜针3传递给外部控制电路。

本实用新型的优势在于：

1、轴芯与铁芯分离，轴芯能在轨道中自由运动，既不增加铁芯的运动时的重量，也不对铁芯运动产生太大的影响，从而减小了铁芯运动时的摩擦力，使铁芯能更好地运动，提高测量的精度；

2、轴芯不跟铁芯运动，轴芯运动中的摩擦力也减小了，能更好地将动力源的力传递给铁芯运动；

3、轴芯与铁芯分离的设计，大大减小了轴芯与铁芯的结构体积，使整个产品设计更为小巧，方便携带和使用。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。