一种连杆式油缸活塞行程测量装置.pdf

本发明公开了一种连杆式油缸活塞行程测量装置，该装置的测量元件是由四杆机构和转角传感器构成，活塞的行程通过转角传感器测得，当活塞杆移动时，与其连接的连杆带动转角传感器的摆臂转动，把活塞杆的移动信号转换为转角传感器的角位移信号，通过测量四杆机构的几何关系可得活塞杆的伸出长度，从而得到活塞的位移量；其结构简单，制造成本低，对工作环境要求不苛刻，可适应于潮湿、多粉尘的环境工作。

权利要求书
1.  一种连杆式油缸活塞行程测量装置，其特征在于，它包括U形连接件支座（1）、连杆（2）、摆臂（3）、转角传感器（4）、传感器支座（5）、油缸（6）、活塞杆（7）、U形连接件（8）等；其中，所述U形连接件（8）与活塞杆（7）固定连接，U形连接件支座（1）与U形连接件（8）固定连接，油缸（6）和转角传感器（4）通过传感器支座（5）固定连接，摆臂（3）与转角传感器（4）的转轴固定连接，连杆（2）的一端与摆臂（3）铰接，铰接点为O1，另一端与U形连接件支座（1）铰接，铰接点为O2；过转角传感器（4）的中心O与活塞杆（7）轴线的垂线交点为O4，过O2点与活塞杆（7）轴线的垂线交点为O3，O4和O3的连线与O2和O的连线构成一个X形，即转角传感器（4）和连杆（2）分别设置在油缸（6）轴线的两侧；O2、O1和O三点形成三角形结构；当活塞杆（7）移动时，与其连接的连杆（2）带动摆臂（3）转动，把活塞杆（7）的移动信号转换为转角传感器（4）的角位移信号，由下式即可得活塞杆（7）的伸出长度：
以O点为坐标系原点，O1点的坐标为（                                                ）,O2点的坐标为(),则有：


则有：
，
式中，为O3和O4两点之间的距离；为活塞杆伸出长度；为O4点到油缸的活塞杆出口处的距离；为摆臂的长度，即O和O1两点之间的距离；为连杆的长度，即O1和O2两点之间的距离；为转角传感器（4）转动的角度，即摆臂与x轴的夹角；为 U形连接件支座（1）的高度。

说明书一种连杆式油缸活塞行程测量装置
技术领域
本发明涉及一种液压机械，尤其涉及一种油缸活塞行程测量装置。
背景技术
在工农业生产中，常常需要计量液压油缸活塞的移动位置，一般采用位移传感器或电子尺测量活塞杆的伸出长度，确定活塞的位移量。这种方法效果好，计量也比较准确。但是，位移传感器和电子尺的价格比较高，对一些简单机器和要求精度不是很高的情况下，利用位移传感器和电子尺就不合适。另外，在潮湿、多尘的环境中，这类传感器的伸出零件容易生锈和污染，造成往复移动困难。所以，生产中需要一种制造方便、价格低，对液压油缸活塞行程计量比较准确的测量方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种连杆式油缸活塞行程测量装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种连杆式油缸活塞行程测量装置，它包括U形连接件支座、连杆、摆臂、转角传感器、传感器支座、油缸、活塞杆、U形连接件；其中，所述U形连接件与活塞杆固定连接，U形连接件支座与U形连接件固定连接，油缸和转角传感器通过传感器支座固定连接，摆臂与转角传感器的转轴固定连接，连杆的一端与摆臂铰接，铰接点为O1，另一端与U形连接件支座铰接，铰接点为O2；过转角传感器的中心O与活塞杆轴线的垂线交点为O4，过O2点与活塞杆轴线的垂线交点为O3，O4和O3的连线与O2和O的连线构成一个X形，即转角传感器和连杆分别设置在油缸轴线的两侧；O2、O1和O三点形成三角形结构；当活塞杆移动时，与其连接的连杆带动摆臂转动，把活塞杆的移动信号转换为转角传感器的角位移信号，由下式即可得活塞杆的伸出长度：
以O点为坐标系原点，O1点的坐标为（                                                ）,O2点的坐标为(),则有：


则有：

，
式中，为O3和O4两点之间的距离；为活塞杆伸出长度；为O4点到油缸的活塞杆出口处的距离；为摆臂的长度，即O和O1两点之间的距离；为连杆的长度，即O1和O2两点之间的距离；为转角传感器转动的角度，即摆臂与x轴的夹角；为 U形连接件支座的高度。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
1、采用四杆机构与转角传感器组合，构成计量元件，结构简单，制造成本低；
2、采用简单的杆件机构，制造成本低，工作环境要求不苛刻，可适应于潮湿、多粉尘的环境工作。
附图说明
图1是本发明的一种油缸活塞行程测量装置简图；
图中：U形连接件支座1、连杆2、摆臂3、转角传感器4、传感器支座5、油缸6、活塞杆7、U形连接件8。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括U形连接件支座1，连杆2，摆臂3，转角传感器4，传感器支座5，油缸6，活塞杆7，U形连接件8。
U形连接件8与活塞杆7固定连接，U形连接件支座1 与U形连接件8固定连接，传感器支座5把油缸6和转角传感器4固定连接在一起，摆臂3与转角传感器4的转轴固定连接，连杆2的一端与摆臂3铰接，另一端与U形连接件支座1铰接；过转角传感器4的中心O与活塞杆7轴线的垂线交点O4与过O2点与活塞杆7轴线的垂线交点O3的连线和过连杆2与U形连接件支座1的铰接点O2与转角传感器4的中心O点的连线构成一个“X”形，即转角传感器4和连杆2分别设置在油缸6轴线的两侧；连杆2与U形连接件8的铰接点O2、连杆2与摆臂3的铰接点O1和转角传感器4的中心O三点形成三角形结构；活塞的行程就是活塞杆7的伸出长度。当活塞杆7受力位移时，通过四杆机构将位移传递到摆臂3上，摆臂3与X轴的夹角可通过转角传感器4测量得到，所以通过测量四杆机构的几何关系可计算出活塞杆7的伸出长度。
活塞杆7伸出长度如下式计算：
以O点为坐标系原点，O1点的坐标为（）,O2点的坐标为(),则有：


则有：
，
式中，为O3和O4两点之间的距离；为活塞杆伸出长度；为O4点到油缸的活塞杆出口处的距离；为摆臂的长度，即O和O1两点之间的距离；为连杆的长度，即O1和O2两点之间的距离；为转角传感器（4）转动的角度，即摆臂与x轴的夹角；为 U形连接件支座（1）的高度。