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智能型 角位移 传感器

阅读：461发布：2020-05-11

专利汇可以提供智能型角位移传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且矿井下采掘机械的工作环境，条件是复杂多变的，伴随着高温、高湿以及高强度振动等诸多不利因素，开发适应恶劣工作环境下的高可靠性位置检测传感器，实现对采掘机械的回转机构工作位置检测是采掘装备发展的重点。智能型角位移传感器，其组成包括：智能型角位移传感器，其组成包括：壳体(5)及机械增速放大机构(1)，所述的机械增速放大机构驱动镶嵌永磁磁片的动盘(2)，所述的壳体上固定连接镶嵌磁控干簧管信号检测定盘(3)，所述的壳体上固定连接减振装置(6)，所述的减震装置固定连接单片机信号处理系统(4)。本发明用于对采掘机械的回转机构工作位置检测。，下面是智能型角位移传感器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种智能型角位移传感器，其组成包括：壳体及机械增速放大机构，其特征是：所述的机械增速放大机构驱动镶嵌永磁磁片的动盘，将磁片镶嵌在动盘上，除了面对干簧管侧，其余五面均靠隔磁材料对磁片进行磁场封闭；所述的壳体上固定连接镶嵌磁控干簧管信号检测定盘，定盘上的干簧管布置方式采用多圈等间距交错布置和布置数量，所述的壳体上固定连接减震装置，所述的减震装置固定连接单片机信号处理系统；所述的单片机信号处理系统是精密电阻分压式信号处理系统；所述的单片机信号处理系统与传感器本体集成为一体，或者制成分体形式，采用单片机系统对磁控干簧管的输出信号进行采集、存储及处理，此方式要求定盘上的每个干簧管对应单片机上的一个I/O 接口，干簧管的数量和增速比的大小决定于检测的分辨率，当动盘与定盘无相对运动时，定盘上的干簧管处于关断或导通状态不变化，当动盘与定盘由于机械增速放大机构驱动而产生相对运动时，定盘上的干簧管处于连续的导通-关断状态中，向外传输脉冲信号；通过检测相邻两个干簧管导通的先后顺序，判断旋转方向，根据采集脉冲信号的数量，则输出摆动角度量；所述的机械增速放大机构为将旋转摆动角位移进行传递和放大，驱动动盘转动的、将被检测的摆角放大的机构；当动盘与定盘无相对运动时，定盘上的磁控干簧管处于关断或导通状态不变化，当机械增速放大机构驱动动盘旋转运动与定盘产生相对运动时，定盘上的磁控干簧管处于连续的导通-关断状态中，则产生通断的脉冲信号，利用临近两个磁控干簧管的通断先后顺序，判断旋转方向。

说明书全文

智能型角位移 传感器

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种传感器，特别涉及一种智能型角位移传感器。背景技术：

[0002] 目前，采掘装备重点发展的方向：煤炭开采远程控制技术，采煤机运行状态的远程在线实时监测、故障诊断及远程控制；煤岩巷道悬臂式掘进装备可视化遥控技术及井下综采工作面采煤装备的联机控制和远距离遥控控制技术。在煤炭开采远程控制技术方面的研发才刚刚起步，还没有完全掌握这方面的核心技术，其传感技术是核心技术之一。考虑煤矿井下采掘机械的工作环境，条件是复杂多变的，伴随着高温、高湿以及高强度振动等诸多不利因素，开发适应恶劣工作环境下的高可靠性位置检测传感器，实现对采掘机械的回转机构工作位置检测，而这些问题多集中体现在采掘机械的回转机构工作位置检测环节上，而传感器的高效及可靠性成为解决该环节的关键问题。在近三、五年间国内的采掘机械制造商也在做这一方面的尝试与开发，以移植地面检测手段为主，采用陀螺仪、旋转编码器等成型技术为手段，配以相应的控制系统来试验，但皆没有成功案例。发明内容：

[0003] 本发明的目的是基于上述工作环境下的智能型角位移检测传感器，但该传感器不仅用于此特殊环境下，广泛应用于其它场合。本发明具有永磁铁及磁控干簧管抗外界干扰性强，密闭性好，耐冲击，耐振动，耐高温，接线方便简捷可靠等特点。

[0004] 上述的目的通过以下的技术方案实现：

[0005] 智能型角位移传感器，其组成包括：壳体及机械增速放大机构，所述的机械增速放大机构驱动镶嵌永磁磁片的动盘，所述的壳体上固定连接镶嵌磁控干簧管信号检测定盘，所述的壳体上固定连接减振装置，所述的减震装置固定连接单片机信号处理系统。

[0006] 所述的智能型角位移传感器，所述的单片机信号处理系统是精密电阻分压式信号处理系统。

[0007] 所述的智能型角位移传感器，所述的单片机信号处理系统与传感器本体可集成为一体，或者制成分体形式。

[0008] 本发明的有益效果：

[0009] 本发明具有永磁铁及磁控干簧管，抗外界干扰性强，密闭性好，耐冲击，耐振动，耐高温，接线方便简捷可靠。

[0010] 被检测的角位移通过输入轴，经由机械增速放大机构驱动镶嵌磁片的动盘2，镶嵌磁控干簧管信号检测定盘3固定在壳体上，单片机4等电器件通过减振装置6(本图采取弹簧减振)固定于壳体上。动盘采用隔磁材料制成的，将磁片镶嵌在动盘上，除了面对干簧管侧，其余五面均靠隔磁材料对磁片进行磁场封闭，形成一个特定的均匀磁场，以控制相应干簧管动作；定盘上的干簧管布置方式采用多圈等间距交错布置和布置数量。

[0011] 被检测的摆角通过多机械增速放大机构将旋转摆动角位移进行传递和放大，驱动动盘转动。当动盘与定盘无相对运动时，定盘上的磁控干簧管处于关断或导通状态不变化，当机械增速放大机构驱动动盘旋转运动与定盘产生相对运动时，定盘上的磁控干簧管处于连续的导通-关断状态中，则产生通断的脉冲信号，利用临近两个磁控干簧管的通断先后顺序，判断旋转方向。任意时刻位置导通的干簧管数量可以小于一个。

[0012] 单片机信号处理方式时：如附图2所示，采用单片机系统对磁控干簧管的输出信号进行采集、存储及处理，此方式要求定盘上的每个干簧管对应单片机上的一个I/O 接口，干簧管的数量和增速比的大小决定于检测的分辨率，同时同位置导通的干簧管数量理论上可以是任意的。当动盘与定盘无相对运动时，定盘上的干簧管处于关断或导通状态不变化，当动盘与定盘由于机械增速放大机构驱动而产生相对运动时，定盘上的干簧管处于连续的导通-关断状态中，向外传输脉冲信号。通过检测相邻两个干簧管导通的先后顺序，判断旋转方向，根据采集脉冲信号的数量，则输出摆动角度量。

[0013] 精密电阻分压式信号处理方式时：如附图5所示，采用高精电阻串接到磁控干簧管上，通过动盘的旋转，控制定盘上相应位置的干簧管通断，接通对应的回路，利用分压原理输出相应的固定电压值，可输出0～5V连续等间隔的摆动角度量电压(输出信号的特征，是随着位移的改变输出电压信号呈现连续阶梯规律变化)。附图说明：

[0014] 附图1是本本发明的结构原理图；

[0015] 附图2为本发明的单片机信号处理原理图；

[0016] 附图3为本发明单片机信号处理系统的定盘结构图；

[0017] 附图4为本发明单片机信号处理系统的动盘结构图；

[0018] 附图5为本发明的精密电阻分压式信号处理原理图；

[0019] 附图6为本发明的精密电阻分压式信号处理系统的定盘结构图；

[0020] 附图7为本发明的精密电阻分压式信号处理系统的动盘结构图；具体实施方式：

[0021] 实施例1：

[0022] 智能型角位移传感器，其组成包括：壳体5及机械增速放大机构1，机械增速放大机构采用单级或多级机械增速机构，所述的机械增速放大机构驱动镶嵌永磁磁片的动盘2，所述的壳体上固定连接镶嵌磁控干簧管信号检测定盘3，所述的壳体上固定连接减振装置6，所述的减震装置固定连接单片机信号处理系统4。本实施例给出的是三级行星渐开线齿轮机构，实现角位移的放大，增速比的大小依赖于要求的检测精度、磁控干簧管信号检测定盘的干簧管沿圆周布置形式和相匹配的数量。

[0023] 实施例2：

[0024] 如实施例1所述的智能型角位移传感器，所述的单片机信号处理系统也可以是精密电阻分压式信号处理系统，要满足任意时刻位置均有一个或两个干簧管导通，保证传感器检测信号的连续性和分辨率及精度。

[0025] 实施例3：

[0026] 如实施例1或2所述的智能型角位移传感器，所述的单片机信号处理系统根据需要与传感器本体可集成为一体，也可制成分体形式。

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