一种具有高精度运动定位功能的排线装置

摘要

一种具有高精度运动定位功能的排线装置，涉及索道摄像机系统领域；包括滑轮组件、2个限位开关组件、第一导向光杆、第二导向光杆、滚珠螺杆、2个光电传感器组件、直线位移传感器和磁环；滚第一导向光杆和第二导向光杆平行对称放置在滚珠螺杆的两侧；滑轮组件实现沿滚珠螺杆轴向往复运动；2个限位开关组件套装在第二导向光杆的轴向两端；2个光电传感器组件套装在第一导向光杆的轴向两端；直线位移传感器水平设置在第一导向光杆的下方；磁环固定安装在滑轮组件的底部；随滑轮组件的移动，磁环沿直线位移传感器的轴向运动；本发明保证了线缆收放装置长时间安全平稳使用，从而提高了系统的安全性、可靠性以及控制精度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种索道摄像机系统领域，特别是一种具有高精度运动定位功能的排线装置。

背景技术

随着索道摄像机等系统功能要求不断提升，对线缆收放装置有着更高的技术要求，排线装置安全可靠运行是索道摄像机等系统运行的关键，一旦排线装置工作异常，就会出现乱绳的现象，导致线缆相互叠压在一起，轻则缩短线缆的使用寿命，重则影响线缆收放装置的正常工作；目前并没有相关的排线装置实现在运动过程中对其位置的确定，不能合理控制滚筒的转速，导致线缆杂乱，受力不均匀的排放在滚筒上；不能够确定线缆在滚筒中的具体位置，不能保证线缆收放装置长时间安全平稳使用，系统的安全性、可靠性以及控制精度均无法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种具有高精度运动定位功能的排线装置，保证了线缆收放装置长时间安全平稳使用，从而提高了系统的安全性、可靠性以及控制精度。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种具有高精度运动定位功能的排线装置，包括滑轮组件、2个限位开关组件、第一导向光杆、第二导向光杆、滚珠螺杆、2个光电传感器组件、直线位移传感器和磁环；其中，滚珠螺杆为水平放置的杆状结构；第一导向光杆和第二导向光杆平行对称放置在滚珠螺杆的两侧；滑轮组件套装在滚珠螺杆上，实现沿滚珠螺杆轴向往复运动；2个限位开关组件套装在第二导向光杆的轴向两端；2个光电传感器组件套装在第一导向光杆的轴向两端；直线位移传感器为杆状结构；直线位移传感器水平设置在第一导向光杆的下方；磁环固定安装在滑轮组件的底部；且磁环套装在直线位移传感器的外壁，随滑轮组件的移动，磁环沿直线位移传感器的轴向运动。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述的滑轮组件包括滑轮、滑轮轴、2个限位开关触碰杆、2个光电传感器遮光板、第一支撑板和第二支撑板；其中，滑轮轴套装在滚珠螺杆的杆壁上；滑轮固定套装在滑轮轴的中心位置；第一支撑板固定安装在滑轮轴向一端的侧壁处；第二支撑板固定安装在滑轮轴向另一端的侧壁处；第一支撑板靠近第二导向光杆的一端固固定安装有1个限位开关触碰杆；第一支撑板靠近第一导向光杆的一端固定安装有1个光电传感器遮光板；第二支撑板靠近第二导向光杆的一端固固定安装有1个限位开关触碰杆；第二支撑板靠近第一导向光杆的一端固定安装有1个光电传感器遮光板。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述2个限位开关触碰杆均沿第二导向光杆的轴向放置；且2个限位开关触碰杆的指向相背；2个光电传感器遮光板均沿第一导向光杆的轴向放置；且2个光电传感器遮光板的指向相背。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述限位开关组件包括行程调节支架、限位开关固定板和限位开关；其中，行程调节支架固定套装在第二导向光杆的外壁；限位开关固定板为水平放置的板状结构；限位开关固定板固定安装在行程调节支架的上表面；限位开关固定安装在限位开关固定板的上表面。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述行程调节支架通过沿第二导向光杆轴向移动，实现对限位开关固定位置的粗调节。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述限位开关固定板上水平设置有限位开关螺纹条；限位开关通过沿限位开关螺纹条移动，实现对限位开关固定位置的细调节。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述光电传感器组件包括光电传感器固定板、光电传感器底板和光电传感器；其中光电传感器固定板水平套装在第一导向光杆的外壁；光电传感器底板固定安装在光电传感器固定板的上表面；光电传感器固定安装在光电传感器底板的上表面。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述光电传感器固定板通过沿第一导向光杆轴向移动，实现对光电传感器固定位置的粗调节。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，所述光电传感器固定板上水平设置有光电传感器螺纹条；通过光电传感器底板沿光电传感器螺纹条移动，实现对光电传感器固定位置的细调节。

在上述的一种具有高精度运动定位功能的排线装置，排线装置的工作过程为：滚珠螺杆在外部电机的驱动下旋转，带动滑轮组件沿滚珠螺杆轴向移动；当滑轮组件的光电传感器遮光板对光电传感器形成遮挡；滑轮组件轴向移动速度减少直至停止；限位开关实现对滑轮组件中限位开关触碰杆的轴向阻挡，实现对滑轮组件限位保障；磁环随着滑轮组件沿直线位移传感器轴向移动；通过对磁环在直线位移传感器的位置差测量，实现对滑轮组件的高精度运动定位。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明采用双光电传感器和限位开关三重保护措施，进行排线装置行程和速度检测，采用光电传感器设定硬件限位位置，当光电传感器遮光板第一次通过光电传感器位置时实现一次减速，当光电传感器遮光板第二次通过光电传感器位置时，实现二次减速，排线装置减速停止并只能反向运动；采用限位开关进行超程急停，切断滚筒电机电源。多级减速限位方式，能减少瞬间急停对设备的损害，有效避免排线装置超过行程产生的过冲问题，并且通过一次设置，即可全自动的进行行程检测和控制，必要时完成急停动作，减少人为监控和干预，事故发生，保护人员和设备安全，使线缆收放装置安全可靠运行；

(2)本发明具有往复行程可调整功能：行程调节支架采用半拼合式箍套固定方式，能根据不同行程范围轻松设定其位置；

(3)本发明采用了非接触测量方式：使用光电传感器进行设备行程与速度检测，光电传感器件具有质量小、安装方便、非接触测量等优点，对安装空间要求小，并且非接触测量不会干扰设备的运动状态；使用磁致伸缩式直线位移传感器进行排线装置位置的确定，该过程为高精度、非接触式测量，绝不会磨损传感元件；

(4)本发明利用滚珠丝杠副原理，具有摩擦损失小，传动效率高，精度高，能够承受一定的轴向载荷和径向载荷。

附图说明

图1为本发明排线装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示为排线装置结构示意图，由图可知，本发明提供一种具有高精度运动定位功能的排线装置，包括滑轮组件、2个限位开关组件、第一导向光杆4、第二导向光杆7、滚珠螺杆9、2个光电传感器组件、直线位移传感器12和磁环16；其中，滚珠螺杆9为水平放置的杆状结构；第一导向光杆4和第二导向光杆7平行对称放置在滚珠螺杆9的两侧；滑轮组件套装在滚珠螺杆9上，实现沿滚珠螺杆9轴向往复运动；2个限位开关组件套装在第二导向光杆7的轴向两端；2个光电传感器组件套装在第一导向光杆4的轴向两端；直线位移传感器12为杆状结构；直线位移传感器12水平设置在第一导向光杆4的下方；磁环16固定安装在滑轮组件的底部；且磁环16套装在直线位移传感器12的外壁，随滑轮组件的移动，磁环16沿直线位移传感器12的轴向运动。磁环16通过半拼合式箍套紧固在第二支撑板17一端，直线位移传感器12从磁环16中心穿过，直线位移传感器12通过安装螺纹与支撑结构连接紧固。

其中，滑轮组件包括滑轮1、滑轮轴2、2个限位开关触碰杆3、2个光电传感器遮光板13、第一支撑板15和第二支撑板17；其中，滑轮轴2套装在滚珠螺杆9的杆壁上；滑轮1固定套装在滑轮轴2的中心位置；第一支撑板15固定安装在滑轮1轴向一端的侧壁处；第二支撑板17固定安装在滑轮1轴向另一端的侧壁处；第一支撑板15靠近第二导向光杆7的一端固固定安装有1个限位开关触碰杆3；第一支撑板15靠近第一导向光杆4的一端固定安装有1个光电传感器遮光板13；第二支撑板17靠近第二导向光杆7的一端固固定安装有1个限位开关触碰杆3；第二支撑板17靠近第一导向光杆4的一端固定安装有1个光电传感器遮光板13。

所述滑轮1表面上设有排线槽，内孔中安装了滚动轴承；滑轮1通过滑轮轴2，采用螺纹连接方式与第一支撑板15和第二支撑板17紧固；第一支撑板15再通过法兰与滚珠丝杠螺母9连接。第一支撑板15上安装有限位开关触碰杆3、光电传感器遮光板13；限位开关触碰杆3设置有一组腰形孔，可以调整其与限位开关8的相对位置。

2个限位开关触碰杆3均沿第二导向光杆7的轴向放置；且2个限位开关触碰杆3的指向相背；2个光电传感器遮光板13均沿第一导向光杆4的轴向放置；且2个光电传感器遮光板13的指向相背。

限位开关组件包括行程调节支架5、限位开关固定板6和限位开关8；其中，行程调节支架5固定套装在第二导向光杆7的外壁；限位开关固定板6为水平放置的板状结构；限位开关固定板6固定安装在行程调节支架5的上表面；限位开关8固定安装在限位开关固定板6的上表面。行程调节支架5通过沿第二导向光杆7轴向移动，实现对限位开关8固定位置的粗调节。限位开关固定板6上水平设置有限位开关螺纹条21；限位开关8通过沿限位开关螺纹条21移动，实现对限位开关8固定位置的细调节。

限位开关固定板6、光电传感器固定板11上设置有多组腰形孔，每组腰形孔顶部设有多个半圆形锯齿槽，外表面标有刻度线；使用六角沉头螺钉进行夹紧和松脱操作，便可轻松将限位开关8、光电传感器10安装在限位开关固定板6、光电传感器固定板11上，便于调节限位开关8、光电传感器10相对位置；限位开关固定板6、光电传感器固定板11采用螺纹连接方式与行程调节支架5紧固；行程调节支架5通过半拼合式箍套与导向光杆连接，能够轻松设定其位置。

光电传感器组件包括光电传感器固定板11、光电传感器底板19和光电传感器10；其中光电传感器固定板11水平套装在第一导向光杆4的外壁；光电传感器底板19固定安装在光电传感器固定板11的上表面；光电传感器10固定安装在光电传感器底板19的上表面。光电传感器固定板11通过沿第一导向光杆4轴向移动，实现对光电传感器10固定位置的粗调节。光电传感器固定板11上水平设置有光电传感器螺纹条18；通过光电传感器底板19沿光电传感器螺纹条18移动，实现对光电传感器10固定位置的细调节。

工作过程：

排线装置的工作过程为：滚珠螺杆9在外部电机的驱动下旋转，带动滑轮组件沿滚珠螺杆9轴向移动；当滑轮组件的光电传感器遮光板13对光电传感器10形成遮挡；滑轮组件轴向移动速度减少直至停止；限位开关8实现对滑轮组件中限位开关触碰杆3的轴向阻挡，实现对滑轮组件限位保障；磁环16随着滑轮组件沿直线位移传感器12轴向移动；通过对磁环16在直线位移传感器12的位置差测量，实现对滑轮组件的高精度运动定位。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。