[实用新型]一种全海深位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型一种全海深位移传感器涉及水下位移传感器领域，尤其涉及深海位移传感器。

背景技术

深海位移传感器广泛使用于水下机器人、载人深潜器的液压缸或者液压源油箱等设备中，目前国内外使用的深海位移传感器，主要是拉线位移传感器。这种拉线位移传感器内部充满油液以满足深海使用要求，其工作原理和滑动变阻器的原理相似，位移输出值和滑动器在可变电阻之上的位置有关，因为温度变化、磨耗及滑动器与可变电阻器之间的油液均会造成电阻变化，使得深海用拉线位移传感器精度、可靠性均不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种全海深位移传感器，是一种可靠性高、使用寿命长、精度高、使用深度满足全海域的位移传感器。

本实用新型全海深位移传感器是采取以下技术方案实现的：

全海深位移传感器包括跟随杆、齿条、传动齿轮组、感应齿轮、接近开关、导轨座和壳体；

齿条安装在导轨座上，导轨座与壳体连接形成密封腔体，腔体内通过注入润滑油保证齿轮进行有效传动，经过铣削加工后的导轨座为齿条的活动提供了“凹形”滑动面；跟随杆的尾端与齿条相连；跟随杆的头部设有螺纹，用于与液压缸或深海液压源的活塞盖连接；跟随杆穿过壳体，在跟随杆与壳体相交的位置设有密封圈，用于实现运动密封，保证润滑油不会泄露到海水中；

传动齿轮组包括传动齿轮、增速齿轮和同步齿轮；传动齿轮位于齿条的正上方，传动齿轮安装支撑在壳体上，传动齿轮的齿与齿条的齿相互啮合形成运动副，进行运动传递，将齿条的运动转化为传动齿轮的旋转运动；传动齿轮的齿和增速齿轮的齿相互啮合，将旋转运动传递给增速齿轮；传动齿轮和增速齿轮安装在不同的轴上，两者侧端面平行，传动齿轮和增速齿轮的齿轮轴的间距为两个齿轮半径之和；增速齿轮和同步齿轮安装在同一根轴上，增速齿轮位于传动齿轮的一侧；同步齿轮与增速齿轮由一个转轴带动和支撑，从而，同步齿轮和增速齿轮的旋转角度相同；感应齿轮与同步齿轮相啮合，在感应齿轮上装有三个接近开关，用于共同判定感应齿轮的轮齿或齿槽，防止任意一个接近开关失灵或丢值造成位移传感器的精度和可靠性降低；利用接近开关的磁电感应原理，在感应到感应齿轮的轮齿时输出高电平信号，在感应到感应齿轮的齿槽时输出低电平信号，这样通过计数共多少个齿槽即可得出感应齿轮的旋转角度，从而得到跟随杆的位移值。

所述传动齿轮与增速齿轮之间的传动比为1:2，即增速齿轮的旋转角度是传动齿轮的2倍。

同步齿轮与增速齿轮转速相同，同步齿轮与感应齿轮的传动比为1:2，即感应齿轮的旋转角度是同步齿轮的2倍，感应齿轮的旋转角度是传动齿轮的4倍。

增速齿轮和同步齿轮的轴向间距为10mm。

所述跟随杆与齿条焊接在一起，实现固定连接。

在壳体上方还设有充油接头，通过充油接头，将润滑油注入腔体，保证齿轮、齿条在海水中不被腐蚀。

在壳体上方还设有压力补偿膜，由于跟随杆在进行运动时会给壳体带来润滑油液体积的变化，所述压力补偿膜对因海水深度造成的压力对壳体进行压力补偿。

所述跟随杆由316L不锈钢材料制作而成，能够长时间耐海水腐蚀，在长期浸泡在海水中依然可保证强度和外表面的光洁度，进而保证本传感器的测量精度。

工作原理：

跟随杆与液压缸的活塞杆或者深海液压源的油箱活塞盖通过螺纹连接，与被测量对象保持同步位移。与跟随杆相连的齿条，通过与齿轮的啮合，实现了直线运动转化为旋转运动，再通过传动齿轮组的加速使得这种感应齿轮的旋转位移会放大。如被测部件的相对位移是2mm，刚好齿条走了一个齿，那么传动齿轮也转动一个齿，增速齿轮也转动一个齿（36°），同步齿轮转动两个齿（72°），感应齿轮也转动两个齿（72°），那么接近开关会因齿形和齿槽的位置变化，而收到两次高电压信号，通过接近开关计数一次是对应位移1mm，共N次可得到相对位移值Nmm。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型采用齿条齿轮和加速齿轮传动的原理，将位移值的测量转化为齿轮的转角测量，具有测量方法可靠、测量精度高的优点；本实用新型使用三个接近开关测量齿槽，测量可靠性的大大增加，避免丢值；本实用新型通过压力补偿形式，实现了齿轮和齿条的润滑并保护了壳体，满足了位移传感器全海深使用的条件。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型全海深位移传感器的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的内部剖视图。