一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置论文和设计-周伟

全文摘要

本实用新型公开了一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，包括安装板、至少两个齿轮、具有多个霍尔芯片的电路板以及与齿轮一一对应的转轴，转轴可转动的设于安装板上，齿轮固定在相应的转轴上，前一个转轴上均设有可与后一个转轴上的齿轮进行啮合的小齿轮，转轴的端部上设有磁铁，磁铁位于安装板与电路板之间，且磁铁与电路板上的霍尔芯片一一对应，第一个转轴上的齿轮与臂架的伸缩件连接，小齿轮齿数小于齿轮齿数。本实用新型通过检测各转轴上齿轮的转动角度，得出臂架的实际伸缩量，从而解决了断电状态下由于惯性或其他原因使得臂架继续伸缩造成臂架实际伸缩量与断电时系统存储的臂架伸缩量数据不匹配的问题。

主设计要求

1.一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，其特征在于，包括安装板（1）、至少两个齿轮（2）、具有多个霍尔芯片的电路板（3）和与所述齿轮（2）一一对应转轴（4），所述转轴（4）可转动的设于所述安装板（1）上，所述齿轮（2）固定在相应的所述转轴（4）上，前一个所述转轴（4）上均设有可与后一个所述转轴（4）上的所述齿轮（2）进行啮合的小齿轮（9），所述转轴（4）的端部上设有磁铁（5），所述磁铁（5）位于所述安装板（1）与所述电路板（3）之间，且所述磁铁（5）与所述电路板（3）上的霍尔芯片一一对应，第一个所述转轴（4）上的所述齿轮（2）与所述臂架的伸缩件连接，所述小齿轮（9）齿数小于所述齿轮（2）齿数。

设计方案

2.如权利要求1所述的基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，其特征在于，所述齿轮（2）齿数为所述小齿轮（9）齿数的整数倍。

3.如权利要求2所述的基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，其特征在于，所述小齿轮（9）与所述转轴（4）一体成型。

4.如权利要求3所述的基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，其特征在于，所述安装板（1）上固设有与所述转轴（4）一一对应的轴套（6），所述转轴（4）通过所述轴套（6）可转动的设于所述安装板（1）上。

5.如权利要求4所述的基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，其特征在于，所述安装板（1）与所述电路板（3）通过螺栓固定连接。

6.如权利要求5所述的基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，其特征在于，所述转轴（4）包括第一转轴（41）和第二转轴（42），所述齿轮（2）包括第一齿轮（21）和第二齿轮（22），所述第一转轴（41）通过所述第一齿轮（21）与所述臂架伸缩件啮合连接，所述第一转轴（41）通过所述小齿轮（9）与所述第二齿轮（22）啮合连接，所述第二齿轮（22）设于所述第二转轴（42）的中部。

7.如权利要求6所述的基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，其特征在于，所述第二齿轮（22）齿数为所述小齿轮（9）齿数的整数倍。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置。

背景技术

在工程机械及其他工业设备上，如泵车、起重机、随车吊、正面吊、高空作业车等均需要对其机械臂的举升角度和吊绳的长度等进行测量，以完成精准作业。

现有技术的产品多以减速机和多圈电位计配合完成的臂架伸缩长度检测，由齿轮组组成的减速机，精度会随着使用次数的增减因齿轮磨损而变差，电位计在使用过程中也会因反复摩擦而出现断点或接触不良，产生错误数据，影响测量结果。

中国专利CN201420557269.5公开了一种基于霍尔传感器的长度测量设备，包括设置在壳体内的一卷筒，卷筒上缠绕有绳索，所述卷筒固定安装在一转轴的一端，该转轴另一端端面固定设置有一磁铁，靠近该磁铁设置有一长度传感器；通过拉动卷筒上的绳索带动磁铁旋转，所述长度传感器感应旋转磁铁产生的磁场，并将感应信号传递至一处理器，该处理器根据磁场变化计算绳索拉动的长度。该专利采用无接触式的传感器测量数据，可以防止测量设备出现磨损，同时该专利还可用于掉电数据存储。但是在实际工作当中，经常会出现断电状态中，由于惯性或其他一些原因，所述卷筒上的绳索会在断电之后继续伸缩，而此时霍尔传感器因为断电则不会对绳索的伸缩量进行记录，导致所述绳索伸缩量在系统存储的数据与实际运行不一致，影响设备的正常运行。

鉴于此，如何解决在断电状态下由于惯性或其他原因导致臂架继续伸缩致使臂架实际伸缩量与断电时系统存储的臂架伸缩量数据不匹配的问题，是本技术领域人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，该测量装置解决了在断电状态下由于惯性或其他原因导致臂架继续伸缩致使臂架实际伸缩量与断电时系统存储的臂架伸缩量数据不匹配的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，包括安装板、至少两个齿轮、具有多个霍尔芯片的电路板和与所述齿轮一一对应转轴，所述转轴可转动的设于所述安装板上，所述齿轮固定在相应的所述转轴上，前一个所述转轴上均设有可与后一个所述转轴上的所述齿轮进行啮合的小齿轮，所述转轴的端部上设有磁铁，所述磁铁位于所述安装板与所述电路板之间，且所述磁铁与所述电路板上的霍尔芯片一一对应，第一个所述转轴上的所述齿轮与所述臂架的伸缩件连接，所述小齿轮齿数小于所述齿轮齿数。

优选地，所述齿轮齿数为所述小齿轮齿数的整数倍。

优选地，所述小齿轮与所述转轴一体成型。

优选地，所述安装板上固设有与所述转轴一一对应的轴套，所述转轴通过所述轴套可转动的设于所述安装板上。

优选地，所述安装板与所述电路板通过螺栓固定连接。

优选地，所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一转轴通过所述第一齿轮与所述臂架伸缩件啮合连接，所述第一转轴通过所述小齿轮与所述第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮设于所述第二转轴的中部。

优选地，所述第二齿轮齿数为所述所述小齿轮齿数的整数倍。

与现有技术比较，本实用新型在系统断电状态下，若所述臂架继续伸缩时，则所述臂架伸缩件会带动第一个所述转轴上的所述齿轮转动，从而依次带动后面所述转轴上的所述齿轮转动，由于所述小齿轮齿数小于所述齿轮的齿数，则此时通过所述臂架伸缩带动前面所述转轴上的所述齿轮转动一圈或是更多圈时，而后面所述转轴上的所述齿轮只会转动一个角度，因此，当系统上电时，第一个所述转轴上的所述齿轮的转动角度不能准确反映出断电状态下所述臂架的伸缩量，而通过检测对比后面所述转轴上的所述齿轮上电时与断电时的转动角度，可以得出断电状态下所述臂架的准确伸缩量，进而可根据所述臂架的实际伸缩量将系统中存储的臂架伸缩量数据进行更新，从而解决了在断电状态下由于惯性或其他原因导致臂架继续伸缩致使臂架实际伸缩量与断电时系统存储的所述臂架伸缩量数据不匹配的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1.安装板，2.齿轮，21.第一齿轮，22.第二齿轮，3.电路板，4.转轴，41.第一转轴，42.第二转轴，5.磁铁，6.轴套，9.小齿轮。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置，包括安装板1、至少两个齿轮2、具有多个霍尔芯片的电路板3和与所述齿轮2一一对应转轴4，所述转轴4可转动的设于所述安装板1上，所述齿轮2固定在相应的所述转轴4上，前一个所述转轴4上均设有可与后一个所述转轴4上的所述齿轮2进行啮合的小齿轮9，所述转轴4的端部上设有磁铁5，所述磁铁5位于所述安装板1与所述电路板3之间，且所述磁铁5与所述电路板3上的霍尔芯片一一对应，第一个所述转轴4上的所述齿轮2与所述臂架的伸缩件连接，所述小齿轮9齿数小于所述齿轮2齿数。

本实施例中，所述臂架的伸缩总量与最后所述转轴4上的所述齿轮2转动一圈的角度相对应，在系统断电状态下，若所述臂架继续伸缩，则所述臂架伸缩件会带动第一个所述转轴4上的所述齿轮2转动，从而依次带动后面所述转轴4上的所述齿轮2转动，由于所述小齿轮9齿数小于所述齿轮2的齿数，则此时通过所述臂架伸缩带动前面所述转轴4上的所述齿轮2转动一圈或是更多圈时，而后面所述转轴4上的所述齿轮2只会转动一个角度，因此，当系统上电时，第一个所述转轴4上的所述齿轮2的转动角度不能准确反映出断电状态下所述臂架的伸缩量，而通过所述电路板3上的霍尔芯片检测对比后面所述转轴4上的所述齿轮2上电时与断电时的转动角度，可以得出断电状态下所述臂架的准确伸缩量，进而可根据此时所述臂架的实际伸缩量将系统中存储臂架伸缩量数据进行更新，从而解决了在断电状态下由于惯性或其他原因导致臂架继续伸缩致使臂架实际伸缩量与断电时系统存储的所述臂架伸缩量数据不匹配的问题。

如图1所示，所述齿轮2齿数为所述小齿轮9齿数的整数倍。本实施例中，在实际测量过程中，通过将所述齿轮2齿数设为所述小齿轮9齿数的整数倍，对于系统内部的计算极为有利，在一定程度上提高了测量精度。

如图1所示，所述小齿轮9与所述转轴4一体成型。本实施例中，通过将所述小齿轮9与所述转轴4一体成型，使得两个部件之间不存在安装误差，保证了测量装置的测量精度。

如图1所示，所述安装板1上固设有与所述转轴4一一对应的轴套6，所述转轴4通过所述轴套6可转动的设于所述安装板1上。本实施例中，所述转轴4通过所述轴套6可转动的设于所述安装板1上，保证了所述转轴4能够稳定运行。

如图1所示，所述安装板1与所述电路板3通过螺栓固定连接。本实施例中，通过螺栓将所述安装板1与与所述电路板3固定连接，保证了所述磁铁5与所述霍尔芯片之间的距离恒定，提升了测量结果的准确性。

如图1所示，所述转轴4包括第一转轴41和第二转轴42，所述齿轮2包括第一齿轮21和第二齿轮22，所述第一转轴41通过所述第一齿轮21与所述臂架伸缩件啮合连接，所述第一转轴41通过所述小齿轮9与所述第二齿轮22啮合连接，所述第二齿轮22设于所述第二转轴42的中部。本实施例中，所述臂架伸缩件为大齿轮，所述大齿轮齿数为所述齿轮2齿数的整数倍，所述转轴4和所述齿轮2均为两个，既保证了测量装置的测量精度，同时所述测量装置的结构简单紧凑，而且成本低廉。在其他实施例中，所述转轴4和所述齿轮2可以是更多数量。

如图1所示，所述第二齿轮22齿数为所述小齿轮9齿数的整数倍。本实施例中，为了便于系统内部运算，提高检测精度，所述第二齿轮22齿数为所述小齿轮9齿数的整数倍，两者之间的倍数关系与臂架的伸缩总量以及所述小齿轮9齿数有关。

需要说明的是，本发明中臂架的伸缩总量与所述第二齿轮22转动一圈相匹配。

以上对本实用新型所提供的一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

设计图

一种基于霍尔传感器的臂架伸缩长度测量装置论文和设计

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