一種拉杆式直線位移傳感器的製作方法

2023-10-06 17:45:35 1

本發明涉及位移傳感器領域，具體是涉及一種拉杆式直線位移傳感器。

背景技術：

位移傳感器領域廣泛應用於木工機械、注塑機專用機械、吸塑機專用機械、印刷機械、醫療設備器械、機器人位置控制、工程監測電腦控制運動機械系統等需要準確測量位移的場合。直線位移傳感器是基於滑動變阻器原理，把機械的位移量轉化為電信號。滑動變阻器是通過滑片在滑軌上的位移來改變阻值的大小，滑動變阻器兩端連接直流電壓，允許通過較小的微安培電流，滑片和起始端之間的電壓與滑片移動的長度成正比。所以基於這樣的原理，直線位移傳感器的抗電磁性很高。現有拉杆式位移傳感器產品結構包括外殼、拉杆以及位於所述外殼內的滑動塊電刷組件和電阻片，工作時：所述拉杆與被測量物體相連接，當被測量物體移動時，拉杆帶動所述滑動塊電刷組件在電阻片上移動從而引起電阻片在移動方向上的電阻值的變化，變化的電阻值則通過電氣元件輸出並轉化為最終的位移信號輸出。該結構的缺陷在於：由於拉杆與外殼之間的密封效果欠佳，所以產品內部容易受到環境灰塵、噪聲、振動、潮溼等因素的影響而直接導致測量結果的不穩定性。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種拉杆式直線位移傳感器，該直線位移傳感器具有良好的密封結構，產品內部不易受到環境灰塵、噪聲、振動、潮溼等因素的影響，非常適合在各種工業機械和醫療設備中使用。

為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案：

一種拉杆式直線位移傳感器，包括外殼、與被測量物體連接的拉杆以及安裝在所述外殼中的電阻片以及與電阻片移動配合用以改變電阻值的滑動塊電刷組件，所述外殼上設有端蓋，所述拉杆穿過端蓋與所述滑動塊電刷組件固定連接，靠近所述端蓋內端面安裝有套在所述拉杆上的直線軸承，所述端蓋內端面與直線軸承之間還安裝有V形或U形橡膠圈。

進一步的，所述直線軸承上套設固定有銅套，所述銅套外周面上設有凸圈，所述凸圈一側為套設在所述銅套上的固定壓環，所述凸圈另一側為套設在所述銅套上且與端蓋周向內側面密封配合的O型密封圈，所述固定壓環的外側延伸至外殼與端蓋的密封面處，所述端蓋安裝固定在外殼上時同時將所述固定壓環固定。

進一步的，所述拉杆一端設有用於安裝所述滑動塊電刷組件的安裝杆，所述安裝杆與拉杆同軸且所述安裝杆的直徑小於拉杆的直徑，所述拉杆與滑動塊電刷組件之間設有套在所述安裝杆上的彈簧，所述彈簧一端作用於所述拉杆端部，所述彈簧另一端作用於所述滑動塊電刷組件上。

進一步的，所述滑動塊電刷組件包括浮動式滑動套以及在所述電阻片上刷動的電刷，所述外殼內設有導槽，所述滑動塊電刷組件通過所述滑動套在所述導槽中滑移。

進一步的，所述外殼中安裝有將變化的電阻值輸出至電壓或電流模塊中的電氣連接組件，所述電氣連接組件包括與所述電阻片進行電連接的接觸彈片，所述接觸彈片固定後彈力回複方向指向所述電阻片以實現接觸彈片與電阻片的緊密接觸。

進一步的，所述電壓或電流模塊內置在所述外殼中並與外殼上安裝的信號輸出端組件電連接。

進一步的，所述接觸彈片為彎折狀，所述電阻片與所述接觸彈片外側面彎折處彈性接觸。

優選，所述直線軸承為無油直線軸承，所述橡膠圈為氟橡膠圈。

上述技術方案的有益效果主要體現在以下幾個方面：

(1)本發明中所述直線軸承、橡膠圈構成與拉杆密封配合的支撐導向組件，所述直線軸承對拉杆的軸向拉動起到導向作用，保證拉杆的位移變化與電阻片的電阻值變化呈正比關係，所述直線軸承與橡膠圈配合解決了拉杆在拉動時水或灰塵附著在拉杆上進入產品內部的問題。即本發明的外部密封結構更好，產品內部不易受到環境灰塵、噪聲、振動、潮溼等因素的影響，非常適合在各種工業機械和醫療設備中使用。

(2)本發明中所述直線軸承通過銅套、固定壓環進行安裝固定，防止其在軸向上的位移。具體安裝時，先將直線軸承安裝在拉杆上，然後將銅套安裝在直線軸承上，當壓蓋固定在外殼上時，所述壓蓋與外殼之間的密封面將所述固定壓環夾緊固定，便於安裝且安裝後穩定可靠。所述密封圈進一步保證了端蓋處的密封效果，相當於二次密封，可完全杜絕外界的水或灰塵附著在拉杆上進入產品內部，對提高本發明位移測量的精度具有重要的作用。

(3)本發明中所述彈簧使得拉杆與滑動塊電刷組件構成彈性緩衝連接方式，消除了拉杆拉動時發生非直線性運動而對電阻值信號穩定性的影響，提高了本發明的測量精度。

(4)本發明中所述滑動套是一活動件，滑動時如果外殼中導槽表面不平，滑動套會自動找平，使更多面與外殼導槽接觸，從而減少摩損；滑動套與外殼導槽相對滑動時，會有微小振動，因滑動套是活動的，會隔絕振動，避免振動影響到電刷，從而使輸出的信號更穩定；滑動塊電刷組件與外殼導槽間隙大時，更換滑動套即可，相比於更換滑塊成本低很多。另外也增加了電刷與電阻片相對運動時的平滑性從而增加信號的穩定性和產品壽命。

(5)本發明所述電氣連接組件通過接觸彈片即可實現與電阻片的電連接，摒棄了傳統的電氣連接組件與電阻片通過錫膏焊接實現連接的方式，本發明優化了產品的裝配方式、結構簡單、節約了生產成本。

(6)另外本發明將所述電壓或電流模塊內置在所述外殼中，解決了使用時在產品外部還需要安裝電壓或電流轉換模塊的問題，外殼上的信號輸出端組件配合內置的電壓或電流模塊使得信號輸出一步到位，使用更方便。

(7)所述無油直線軸承是一種兼有金屬軸承特點和無油潤滑軸承特點的新穎潤滑軸承，由金屬基體承受載荷，特殊配方的固體潤滑材料起潤滑作用，具有提高本發明性能的作用。

附圖說明

圖1為本發明端面視圖。

圖2為圖1的A-A剖視圖。

圖3為圖2的A部放大圖。

圖4為圖2的B部放大圖。

圖5是圖2的C部放大圖。

圖6為圖2的B-B剖視圖。

圖7為圖6的D部放大圖。

圖中標註符號的含義如下：

1-外殼 2-拉杆 2a-安裝杆 2b-彈簧 3-電阻片

4-滑動塊電刷組件 4a-滑塊 4b-滑動套 4c-電刷

5-端蓋 6-直線軸承 7-橡膠圈 8-銅套 8a-凸圈 9-固定壓環

10-密封圈 11-導槽 12-電壓或電流模塊 13-電氣連接組件

13a-接觸彈片 14-信號輸出端組件

具體實施方式

現結合附圖說明本發明的結構特點：

本發明包括筒狀的外殼1、與被測量物體連接的拉杆2以及安裝在所述外殼1中的電阻片3以及與電阻片3移動配合用以改變電阻值的滑動塊電刷組件4，所述外殼上設有端蓋5，所述拉杆2穿過端蓋5與所述滑動塊電刷組件4固定連接，靠近所述端蓋5內端面安裝有套在所述拉杆2上的直線軸承6，所述端蓋5內端面與直線軸承6之間還安裝有V形或U形橡膠圈7。本發明中所述直線軸承6、橡膠圈7構成與拉杆2密封配合的支撐導向組件，所述直線軸承6對拉杆2的軸向拉動起到導向作用，保證拉杆2的位移變化與電阻片3的電阻值變化呈正比關係，所述直線軸承6與橡膠圈7配合解決了拉杆2在拉動時水或灰塵附著在拉杆2上進入產品內部的問題。即本發明的外部密封結構更好，產品內部不易受到環境灰塵、噪聲、振動、潮溼等因素的影響，非常適合在各種工業機械和醫療設備中使用。

所述直線軸承6上套設固定有銅套8，所述銅套8外周面上設有凸圈8a，所述凸圈8a一側為套設在所述銅套8上的固定壓環9，所述凸圈8a另一側為套設在所述銅套8上且與端蓋5周向內側面密封配合的O型密封圈10，所述固定壓環9的外側延伸至外殼1與端蓋5的密封面處，所述端蓋5安裝固定在外殼1上時同時將所述固定壓環9固定。本發明中所述直線軸承6通過銅套8、固定壓環9進行安裝固定，防止其在軸向上的位移。具體安裝時，先將直線軸承6安裝在拉杆2上，然後將銅套8安裝在直線軸承6上，當壓蓋5固定在外殼1上時，所述壓蓋5與外殼1之間的密封面將所述固定壓環9夾緊固定，便於安裝且安裝後穩定可靠。所述密封圈10進一步保證了端蓋5處的密封效果，相當於二次密封，可完全杜絕外界的水或灰塵附著在拉杆2上進入產品內部，對提高本發明位移測量的精度具有重要的作用。

所述拉杆2一端設有用於安裝所述滑動塊電刷組件4的安裝杆2a，所述安裝杆2a與拉杆2同軸且所述安裝杆2a的直徑小於拉杆2的直徑，所述拉杆2與滑動塊電刷組件4之間設有套在所述安裝杆2a上的彈簧2b，所述彈簧2b一端作用於所述拉杆2端部，所述彈簧2b另一端作用於所述滑動塊電刷組件4上。本發明中所述彈簧2b使得拉杆2與滑動塊電刷組件4構成彈性緩衝連接方式，消除了拉杆2拉動時發生非直線性運動而對電阻值信號穩定性的影響，提高了本發明的測量精度。

所述滑動塊電刷組件4包括浮動式滑動套4b以及在所述電阻片3上刷動的電刷4c，所述外殼1內設有導槽11，所述滑動塊電刷組件4通過所述滑動套4b在所述導槽11中滑移。本發明中所述滑動套4b是具有一定彈性的活動件，滑動時如果外殼1中導槽11表面不平，滑動套4b會自動找平，使更多面與外殼導槽11接觸，從而減少摩損；滑動套4b與外殼導槽11相對滑動時，會有微小振動，因滑動套4b是活動的，會隔絕振動，避免振動影響到電刷4c，從而使輸出的信號更穩定，即增加了電刷4c與電阻片3相對運動時的平滑性從而增加信號的穩定性和產品壽命；滑動塊電刷組件4與外殼導槽11間隙大時，更換滑動套4b即可，相比於更換滑塊4a成本低很多。

所述外殼1中安裝有將變化的電阻值輸出至電壓或電流模塊12中的電氣連接組件13，所述電氣連接組件13包括與所述電阻片3進行電連接的接觸彈片13a，所述接觸彈片13a固定後彈力回複方向指向所述電阻片3以實現接觸彈片13a與電阻片3的緊密接觸。所述接觸彈片13a為彎折狀，所述電阻片3與所述接觸彈片13a外側面彎折處彈性接觸。本發明所述電氣連接組件13通過接觸彈片13a即可實現與電阻片3的電連接，摒棄了傳統的電氣連接組件13與電阻片3通過錫膏焊接實現連接的方式，本發明優化了產品的裝配方式、結構簡單、節約了生產成本。

所述電壓或電流模塊12內置在所述外殼1中並與外殼1上安裝的信號輸出端組件14電連接。另外本發明將所述電壓或電流模塊12內置在所述外殼1中，解決了使用時在產品外部還需要安裝電壓或電流轉換模塊的問題，外殼1上的信號輸出端組件14配合內置的電壓或電流模塊12使得信號輸出一步到位，使用更方便。