[发明专利]一种无齿轮传动机构的长度角度传感器

说明书

本发明公开了一种无齿轮传动机构的长度角度传感器，包括缠线轮，所述缠线轮上设置有壳体，所述壳体内设置有电路板，所述电路板上下面分别设置有第一霍尔芯片和第二霍尔芯片，所述缠线轮的旋转轴顶端上设置有径向永磁铁，所述壳体内位于所述旋转轴外侧设置有电滑环，所述缠线轮、径向永磁铁、第一霍尔芯片、第二霍尔芯片和电滑环在竖直方向同轴布置，所述电路板上设置有倾角芯片，所述第一霍尔芯片、第二霍尔芯片和倾角芯片分别与电路板电连接，所述电路板上设置有电池。本发明提供的一种无齿轮传动机构的长度角度传感器，能够避免双级齿轮传动配合误差及磨损问题，提升使用寿命以及使测量的结果更加精确。

技术领域

本发明涉及一种无齿轮传动机构的长度角度传感器，属于工程机械技术领域。

背景技术

长度角度传感器是在目前国内工程机械中，常用的吊臂伸出长度和变幅角度(吊臂与水平面的角度)检测装置，包含长度检测和角度检测两部分。现有工程机械绝大部分的长度角度传感器是通过传感器外部卷筒带动芯轴齿轮与测长模块的齿轮啮合，其测长模块为齿轮与多圈电位器配合，这样当外部卷筒上缠绕的测长电缆拉出时，电位器轴也会相应转动，即输出长度信号。长度测量范围取决于齿轮的传动比和电位器的圈数，对与测长范围较大的场合则需多级齿轮传动，这样势必会造成结构复杂，占用空间较大，无法实现传感器轻量化提升。同时多级齿轮的引入会造成传动精度较差，测长数据分辨率低，长度无法精准定位，多圈电位器有死点，不能任意位置置零等问题。虽然该长度检测装置能够检测长度信息，但是它在长期使用过程中，电位器因磨损或腐蚀易于出现电阻丝断开问题(即电刷和主轴接触不良、电阻丝失效)，进而造成对应电压值跳变，即长度信号跳变，最终影响长度检测装置的准确度和使用寿命。另外，摆锤加电位器的测角方式也因接触磨损带来使用寿命不高，效率低下，可靠性差的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种无齿轮传动机构的长度角度传感器，能够避免配合误差及磨损问题，提升使用寿命以及使测量的结果更加精确。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种无齿轮传动机构的长度角度传感器，包括缠线轮，所述缠线轮上设置有壳体，所述壳体内设置有电路板，所述电路板上下面分别设置有第一霍尔芯片和第二霍尔芯片，所述缠线轮的旋转轴顶端上设置有径向永磁铁，所述壳体内位于所述旋转轴外侧设置有电滑环，所述缠线轮、径向永磁铁、第一霍尔芯片、第二霍尔芯片和电滑环在竖直方向同轴布置，所述电路板上设置有倾角芯片，所述第一霍尔芯片、第二霍尔芯片和倾角芯片分别与电路板电连接，所述电路板上设置有电池。

所述电路板上设置有长校准按钮。

所述电路板上设置有与其通讯相连的蓝牙模块。

所述径向永磁铁通过涡轮蜗杆安装在所述旋转轴顶端。

所述倾角芯片为MEMS角度芯片。

所述电路板设置在支撑板的上端，所述支撑板的下端卡接在所述壳体下部凹槽里。

本发明的有益效果：本发明提供的一种无齿轮传动机构的长度角度传感器，通过电路板上下同轴线的双霍尔芯片采集旋转轴的磁场强度和方向的变化，得到旋转的圈数和角度，继而通过算法计算出当前时刻吊臂伸出的精确长度，能够取消齿轮机构，可避免配合误差及磨损问题，提升使用寿命，同时使测量的结果更加精确；MEMS角度检测芯片，直接将角度信息通过数字信号发出给控制器，能够大幅降低外界对角度测量精度的影响；电滑环，缠线轮、径向永磁铁、第一霍尔芯片、第二霍尔芯片和电滑环在竖直方向同轴布置，同轴设计以及取消齿轮组结构降低了传感器对空间的要求，实现了体积小，轻量化的设计。

附图说明

图1为一种无齿轮传动机构的长度角度传感器的结构示意图。