使用線性編碼器模塊的用於曲軸偏差的測量系統的製作方法

2023-05-24 08:40:46

專利名稱：使用線性編碼器模塊的用於曲軸偏差的測量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於測量船用發動機的曲軸偏差的測量系統。 更具體地，涉及一種用於測量曲軸偏差的測量系統，該測量系統通 過無線通信將由線性編碼器模塊測出的偏差值傳輸給專用的顯示裝置。
背景技術：
通常，船用柴油才幾包括汽缸、活塞、曲軸等。當曲軸與底才反和 主軸承殼體裝配在一起時，其與連杆合作將往復的線性活塞運動轉
換為轉動。曲軸是發動機最昂貴的部件， 一般佔發動機價格的10%以上。
圖1示出了一般在船上使用的大尺寸柴油機的曲軸1。該曲軸
包4舌軸柄(crank throw) 2、推力軸3、主軸頸4和法蘭軸頸(flange journal) 5。
在利用壓枳J吏4t坯材料(ingot material)成形並4吏用特歹朱的處 理裝置處理它們之後，通過收縮配合將軸柄2和主軸頸4相結合。 在通過收縮配合處理曲軸的過程中，需要測量每個軸柄的偏差以生 產高精度的產品。另外，當曲軸轉動時，也可能發生軸柄2的偏差。如果偏差超 出了允許的範圍，則需要校正發動機的裝配。
可以使用人工指示表來測量軸柄的偏差。在曲軸轉動的同時， 操作員進入底板內部，檢查偏差並將該偏差通報給底板外面的記錄 員。由於才喿作員必須靠近轉動的曲軸並進行4全查和通過聲音通才艮偏 差，所以該方法不方i"更、不^"確且4艮危險。此外，由於至少需要兩 個人，所以效率^艮j氐。
使用有線的數字量具來解決測量曲軸偏差中的這些問題。測量 裝置安裝在曲軸處，操作員讀取來自顯示裝置的4fet據，該顯示裝置 通過電纜連接至測量裝置。該方法的優點在於，由於信號電纜連接 至測量裝置，所以可以在發動才幾外部監4空偏差。然而，該信號電纜 可能纏上轉動的曲軸，因此該電纜使測量不方便。
此外，傳統的H字偏差傳感器(諸如LVDT (線性可變差動變 壓器)傳感器或4吏用傳感器石茲頭(sensor header)讀出偏差的石茲性 傳感器)的尺寸都大於100 mm ( 100 mm是中速船用發動機的軸 柄的相對兩端的典型長度)，因此這樣的傳統數字偏差傳感器不能 ,皮用於曲軸的偏差測量。

發明內容
本發明已經用來解決上述的問題。本發明的目的在於提供一種 用於測量曲軸偏差的測量系統，該系統能夠進4亍曲軸偏差的更快和 更方便的測量以及進行中速發動機的曲軸偏差的測量，其中，通過 無線通信實時地將由偏差測量裝置測出的曲軸偏差傳輸給專用顯 示裝置，從而給操作員提供了安全性和靈活性。為了實現這個目的，本發明提供了一種測量曲軸偏差的測量系 統，該測量系統包括偏差測量裝置和專用的顯示裝置，該偏差測量 裝置裝配在船用發動才幾的軸柄處，並測量轉動的軸柄的偏差，而專 用顯示裝置4妻收和顯示由偏差測量裝置測出的偏差值，其中，偏差
測量裝置包括線性編碼器模塊，所述線性編碼器模塊測量軸柄的 偏差；主控制器，所述主控制器將由線性編碼器模塊測出的偏差值 轉換為數字值；以及第一無線通信模塊，其接收來自主控制器的數 字值，根據無線通信協議對數字值進行轉換，並且傳輸該數字值， 而專用顯示裝置包括第二無線通信模塊，其接收從第一無線通信 模塊傳輸出的數字值；顯示器，其顯示由第二無線通信模塊接收到 的數字值；以及數據管理器，存儲由第二無線通信模塊接收到的數 字值，並且該偏差測量裝置和該專用的顯示裝置通過第一和第二無 線通信一莫塊無線地互相連接。
偏差測量裝置的線性編碼器模塊包括裝配在殼體(housing) 內的滑動導軌(slide guide )、裝配在滑動導軌上並具有規則間距的 刻度的傳感器帶(sensor strip ),和編石馬器頭(encoder head )，該編 碼器頭參照傳感器帶的刻度確定沿滑動導軌行進的傳感器帶的線 性位移值。
在本發明的一個方面中，第一和第二無線通信模塊支持藍牙通信。
根據本發明，本發明的優點在於，由於通過無線通信將由數字 傳感器測出的偏差值實時地傳輸給專用顯示裝置，因此操作員可以 迅速且方i^更地測量曲軸的偏差。


圖1示出了在船中4吏用的曲軸；圖2示意性地示出了才艮據本發明的利用無線通信測量曲軸偏差 的測量系統的結構；
圖3示意性地示出了測量曲軸偏差的測量系統的偏差測量裝置 的截面圖；以及
圖4是圖3中所示的偏差測量裝置和專用顯示裝置的框圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖詳細地描述本發明的實施例。然而，應 該理解的是，在這裡示出的實施例是出於描述的目的，而不是為了 限制，因此應該理解的是，參照本發明^>開的內容，本領域的普通 技術人員可以在本發明的精神和範圍內做各種修改和改進。
圖2示意性地示出了根據本發明利用無線通信的測量曲軸偏差 的測量系統的結構。圖3示意性地示出了測量曲軸偏差的測量系統 的偏差測量裝置的截面圖。以及圖4是偏差測量裝置和專用顯示裝 置的框圖。
如圖2所示，本發明的測量曲軸偏差的測量系統包括偏差測量 裝置20和專用顯示裝置30，其中偏差測量裝置20裝配在船用發動 才幾的曲軸的軸柄11處並測量曲軸的偏差，而專用顯示裝置3(M妄收 並顯示由偏差測量裝置測出的偏差值。根據本發明，操作員不需要 在底板內檢查測量裝置，並通過由無線通信來連接偏差測量裝置和 專用顯示裝置可以有效地解決信號電纜纏上轉動曲軸的問題。並 且，由於可以由一個操作員實施測量，因此提高了效率和安全性。 可以通過多種方法來才;M於無線通信，並不限於特定的方法。在本發 明的實施例中，4吏用藍牙通信。如圖3所示，偏差測量裝置在殼體內的滑動導軌24上裝配有 線性編碼器帶25,該編碼器帶具有間距通常為1/100 mm的刻度。 線性編碼器帶的柱的一側支撐測量支撐杆26的一端。在偏差測量 期間，測量支撐杆的另一端接觸軸柄的內部。使用彈簧(未圖示) 在偏差測量裝置的滑動導軌與殼體之間施加張力，以便當曲軸轉動 時偏差測量裝置不被分離。當線性編碼器帶的刻度在編碼器頭上經 過時，編碼器頭(未圖示)讀出每毫米50至2500或更多的脈衝。 通過將脈衝轉換為線性距離來測量曲軸的偏差。
由於根據本發明的偏差測量裝置使用了線性編碼器模塊，因此 使得對中速發動機的曲軸進行偏差測量成為可能，而由於傳感器的 尺寸導致不能使用傳統的數字偏差傳感器來執行這種偏差測量。
在偏差測量裝置的殼體內安裝有電路板27，該電路板裝配有主 控制器和無線通信模塊，所述主控制器將由線性編碼器模塊測出的 偏差值轉換為數字值，而無線通信模塊接收來自主控制器的數字值 並才艮據無線通信協議對該數字值進4於轉換和傳輸。
圖4是偏差測量裝置和專用顯示裝置的框圖。
偏差測量裝置包括線性編碼器模塊21，該線性編碼器模塊測 量軸柄的偏差；主控制器22，該主控制器將由線性編碼器模塊測出 的偏差值轉換為數字值；以及第一無線通信才莫塊23,該第一無線通 信模塊接收來自主控制器的數字值並依照無線通信協議對數字值 進行轉換和傳輸。
並且，專用顯示裝置包括第二無線通信才莫塊31,該第二無線 通信才莫塊^接收來自第一無線通信;模塊的lt字^i;顯示器32,該顯示 器顯示由第二無線通信模塊接收到的數字值；以及數據管理器33， 該數據管理器存儲由第二無線通信模塊接收到的數字值。在才艮據本發明的用於測量曲軸偏差的測量系統中，通過無線通 信來連接偏差測量裝置和專用顯示裝置。無線通信的方法沒有具體
限制。在本發明的實施例中，採用藍牙通信並使用由Handy Wave 製造的藍牙適配器。如之前描述的，操作員不必在底板內檢查測量 裝置，並且通過無線通信來連接偏差測量裝置和專用顯示裝置可以 有效地解決信號電纜纏上轉動曲軸的問題。並且由於可以由一個梯: 作員實施測量，所以提高了效率和安全性。
本領域的普通技術人員應該理解，在前面的描述中所公開的概 念和特定的實施例，很可能被用作用來修改或者設計用於實現與本 發明相同目的的其它實施例的基礎。本領i或的普通4支術人員也應該 理解，這些等同意義的實施例並不脫離本發明的精神和範圍，該精 神和範圍在所附權利要求中提出。
工業實用寸生
如/人前面的描述中顯而易見的，本發明涉及一種用於測量船用 發動機的曲軸偏差的測量系統，更具體地，涉及一種用於測量曲軸 偏差的測量系統，該測量系統通過無線通信將由線性編碼器才莫塊測 出的偏差值傳輸給專用顯示裝置。
權利要求
1. 一種用於曲軸偏差的測量系統，所述測量系統包括偏差測量裝置和專用顯示裝置，所述偏差測量裝置裝配在船用發動機的曲軸的軸柄處並測量轉動軸柄的偏差，所述專用顯示裝置接收和顯示由所述偏差測量裝置測出的偏差值，其中所述偏差測量裝置包括線性編碼器模塊，所述線性編碼器模塊測量所述軸柄的偏差；主控制器，所述主控制器將由所述線性編碼器模塊測出的偏差值轉換為數字值；以及第一無線通信模塊，所述第一無線通信模塊接收來自所述主控制器的數字值，根據無線通信協議轉換所述數字值並傳輸所述數字值；所述專用顯示裝置包括第二無線通信模塊，所述第二無線通信模塊接收從所述第一無線通信模塊傳輸出的數字值；顯示器，所述顯示器顯示由所述第二無線通信模塊接收到的所述數字值；以及數據管理器，所述數據管理器存儲由所述第二無線通信模塊接收到的所述數字值；並且所述偏差測量裝置和所述專用顯示裝置通過所述第一和第二無線通信模塊無線地互相連接。
2. 根據權利要求1所述的用於曲軸偏差的測量系統，其中，所述 偏差測量裝置的所述線性編碼器^f莫塊包括滑動導軌，所述滑動導軌被裝配在殼體內；傳感器帶，所述傳感器帶被裝配在所述滑動導軌上並具 有擁有規則間距的刻度；以及編碼器頭，所述編碼器頭參照所述傳感器帶的刻度確定 所述傳感器帶沿所述滑動導軌行進的線性位移值。
3. 根據權利要求1或權利要求2所述的用於曲軸偏差的測量系 統，其中，所述第一和第二無線通信模塊支持藍牙通信。
全文摘要
本發明涉及一種船用發動機中的用於測量曲軸偏差的測量系統。根據本發明的用於測量曲軸偏差的測量系統的特徵在於包括偏差測量裝置和專用顯示裝置，並且特徵還在於通過無線通信將由線性編碼器模塊測出的偏差值傳輸給專用顯示裝置。本發明的優點在於，由於通過無線通信將由數字傳感器測出的偏差值實時地傳輸給專用顯示裝置，因此操作員可以迅速而方便地測量曲軸的偏差。
文檔編號G01B21/22GK101416023SQ200680054153
公開日2009年4月22日 申請日期2006年6月23日 優先權日2006年3月30日
發明者嚴德亨, 金章圭 申請人:鬥山發動機株式會社