多圈角位移测量装置及其测量多圈角位移的方法

摘要

本发明提供一种多圈角位移测量装置，包括齿轮组合，齿轮组合包括第一齿轮以及第二齿轮，第一齿轮的齿数为1，第二齿轮的齿数N

说明书

技术领域

本发明公开了一种多圈角位移测量装置及其测量多圈角位移的方法。

背景技术

测量旋转物体运行的位置，如带丝杆的闸阀，因阀杆的长度和阀门口径大小不一，因此旋转的圈数也不一样，要测量物体目前运行的位置，必须先转换为电信号才能测量。

现有的测量角位移的方法一般用电位器和霍尔传感器测量，但这种测试方法只能测量360度范围内的位置信号，所以多圈位移测量只能通过组合式测量方法。

目前测量多圈角位移的方法主要有两种：

1、采用组合式齿轮组根据实际运转圈数变换组合比例，最终将最大位移转换成一圈内，通过电位器或霍尔传感器转换成电信号，缺点是：采用齿轮组必须根据现场设备运行情况，调整齿轮组的运行比例，每次调试必须打开设备进行调试，需要一定的工作经验，如果比例不合适会造成测量精度差或者影响设备使用；组合式齿轮组结构复杂，运行圈数越多齿轮组越多，易损。

2、采用光电计数方法，得出运行圈数，在加上电位器或霍尔传感器测量的最小位置，通过计算得出实际位移，缺点是：采用光电计数方法，在设备停电时会丢失数据，必须采用备用电池供电，电池供电不足时也会丢失数据；同时如果干扰或其他原因造成计数错误，会一直保留在测量结果里，还会形成累计误差。

因此，发明一种简单、准确度高的多圈角位移的测量装置或者方法具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种多圈角位移测量装置，结构简单，误差小，准确度高。

为了达到以上技术效果，本发明的技术方案如下：

一种多圈角位移测量装置，包括齿轮组合；

所述齿轮组合包括第一齿轮以及第二齿轮；

    所述第一齿轮的齿数为1；

    所述第二齿轮的齿数N₁，N₁大于等于2；

    所述第一齿轮包括第一主齿；

所述第一主齿与所述第二齿轮相互啮合，或者所述第一主齿在垂直所述第一齿轮的轴线方向设有第一延伸齿，所述第一延伸齿与所述第二齿轮相互啮合；

所述第一齿轮转动N₁圈时，所述第二齿轮转动1圈。

优选的，所述第一延伸齿与所述第一主齿为一体成型结构。

优选的，所述第一齿轮为金属材质或者塑料材质。

优选的，所述第二齿轮为金属材质或者塑料材质。

优选的，所述N₁小于等于50。

为了达到更好的技术效果，所述齿轮组合共包括n个数量的齿轮，n大于等于3，所述第n齿轮包括第n全齿面，第n-1齿轮包括第n-1全齿面以及第n-1主齿，所述第n-1主齿在垂直所述第n-1全齿面的轴线方向设有第n-1延伸齿，所述第n-1延伸齿与所述第n齿轮相互啮合；所述第n齿轮的齿数为N_n-1，N_n-1大于等于2；所述第n-1齿轮转动N_n-1圈时，所述第n齿轮转动1圈。

优选的，所述N_n-1小于等于50。

优选的，所述第n齿轮为金属材质或者塑料材质。。

应用本发明的技术方案，具有以下技术效果：（1）多圈角位移测量装置结构简单；（2）齿轮的所具有的齿数小于等于50，在测量电路精确保证的情况下，确保圈数计数没有误差；（3）齿轮采用金属材质或者塑料材质，齿轮的个数可以根据实际需求进行适度地增加，满足不同的需求，适用性广。

本发明还提供了一种测量多圈角位移的方法，具体为采用本发明的多圈角位移测量装置进行测量多圈角位移，所述第一齿轮的实际测量值为L’，所述第一齿轮的全量程值为L，所述齿轮组合所测量的多圈角位移的总量程值M为： L’+（N₁+N₁×N₂+…+N _n-2×N_n-1）×L。

应用本发明提供的测量多圈角位移的方法，具有以下优点：（1）多圈角位移测量装置结构简单，方便现场进行调试；（2）多圈角位移的测量准确度高。

附图说明

图1为实施例1中多圈角位移测量装置的齿轮组合的结构简图；

图2为图1中第一齿轮的结构示意图；

图3为图2中第一齿轮的A-A剖视图；

图4为实施例2中多圈角位移测量装置的齿轮组合的结构简图；

图5为图4中第二齿轮的结构示意图；

图6为图5中第二齿轮的B-B剖视图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明的技术方案，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明的技术方案，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

由图1可知，本发明多圈角位移测量装置中齿轮组合包括第一齿轮11以及第二齿轮12共2个数量的齿轮。

所述第一齿轮11的齿数为1。

所述第二齿轮12的齿数N₁，N₁大于等于2且小于等于50。

由图2以及图3可知，所述第一齿轮11包括第一主齿111，所述第一主齿111与所述第二齿轮12相互啮合，所述第一齿轮11与所述第二齿轮12分别通过第一固定轴13以及第二固定轴14固定在同一平面上。

所述第一齿轮11以及第二齿轮12均为金属材质或者塑料材质。

所述第一齿轮11转动N₁圈时，所述第二齿轮12转动1圈。

应用本发明的多圈角位移测量装置，具有以下技术效果：（1）多圈角位移测量装置结构简单；（2）齿轮的齿数小于等于50，在测量电路精确保证的情况下，确保圈数计数没有误差；（3）齿轮采用金属材质或者塑料材质，满足不同的需求，适用性广

用本发明的多圈角位移测量装置测量多圈角位移的方法，所述第一齿轮11的实际测量值为L’，所述第一齿轮11的全量程值为L，所述齿轮组合所测量的多圈角位移的总量程值M为：L’+N₁×L。

应用本发明的多圈角位移测量装置测量多圈角位移的方法具有以下优点：

（1）多圈角位移测量装置结构简单，现场不需要打开进行调试；

（2）多圈角位移的测量准确度高。

实施例2：

由图4可知，本发明多圈角位移测量装置中的齿轮组合包括第一齿轮21、第二齿轮22以及第三齿轮23共3个数量的齿轮。

所述第一齿轮21包括第一主齿211。

由图5以及图6可知，所述第二齿轮22包括第二全齿面221以及第二主齿222，所述第二主齿222在垂直所述第二全齿面221的轴线方向设有第二延伸齿223。

所述第一主齿211与所述第二齿轮22相互啮合，所述第一齿轮21与第二齿轮22分别通过第一固定轴24以及第二固定轴25固定在同一平面上。

所述第二延伸齿223与所述第三齿轮23相互啮合，所述第二齿轮22以及所述第三齿轮23分别通过第二固定轴25以及第三固定轴26固定在相平行的两个平面上。

所述第一齿轮21的齿数为1，所述第二齿轮22的齿数N₁，所述第三齿轮23的齿数N₂；所述第一齿轮21旋转N₁圈时，所述第二齿轮22旋转一圈；所述第二齿轮22旋转N₂圈时，所述第三齿轮23旋转一圈，N₁大于等于2且小于等于50，N₂大于等于2且小于等于50。

所述第一齿轮21、第二齿轮22以及第三齿轮23均为金属材质或者塑料材质。

所述第二主齿222与所述第二延伸齿223为一体成型结构。

应用本发明多圈角位移测量装置，具有以下技术效果：（1）多圈角位移测量装置结构简单；（2）齿轮的齿数小于等于50，在测量电路精确保证的情况下，确保圈数计数没有误差；（3）齿轮采用金属材质或者塑料材质，齿轮的个数可以根据实际需求进行适度地增加，满足不同的需求，适用性广。

应用本发明多圈角位移测量装置测量多圈角位移的方法，所述第一齿轮21的实际测量值为L’，所述第一齿轮21的全量程值为L，所述齿轮组合所测量的多圈角位移的总量程值M为：L’+（N₁+N₁×N₂）×L。

应用本发明多圈角位移测量装置测量多圈角位移的方法具有以下优点：

（1）多圈角位移测量装置结构简单，现场不需要打开进行调试；

（2）多圈角位移的测量准确度高。

当本发明多圈角位移测量装置中的齿轮组包括n个数量的齿轮时，第1个齿轮与所述第一齿轮21结构相同，第n齿轮与第三齿轮23结构相同，第2齿轮至第n-1齿轮与所述第二齿轮22的结构相同，第1齿轮与第2齿轮的相互啮合关系通第一齿轮21与第二齿轮22的相互啮合关系，第2齿轮至第n齿轮之间依次两个齿轮的相互啮合关系同所述第二齿轮22与第三齿轮23的相互啮合关系，n大于等于4。

使用本发明包括n个数量齿轮的齿轮组的多圈角位移测量装置测量多圈角位移的方法同三个齿轮的测量方法。

除了以上实施例外，所述齿轮组合中的齿轮按照本发明的设计思路可以设计成斜齿轮或锥齿轮等结构，满足不同的需求。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。