发动机用执行器的输出转角检测装置及其设计和检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种发动机用执行器的输出转角检测装置的设计方法，包括多个步骤，本发明专利技术还公开了一种上述设计方法得到的发动机用执行器的输出转角检测装置，包括架板和可枢转地安装在架板上的输出轴；所述输出轴上套设有偏心轮，使得所述输出轴的转动能够带动所述偏心轮往复转动；所述架板的一侧固定安装有用于能够感应所述偏心轮的转动的位移传感器；所述架板上的另一侧设置有挡块组件，所述挡块组件用于限制所述偏心轮的转动，以保证所述位移传感器输出在正常范围内。本发明专利技术的装置具有结构紧凑、可靠性及寿命高的优点，采用挡块组件实现了限位功能，从而保证位移传感器输出在正常范围内，同时限制大扭矩旋转执行器的输出角度范围。

【技术实现步骤摘要】
发动机用执行器的输出转角检测装置及其设计和检测方法
本专利技术涉及一种执行器的位置检测装置，尤其涉及一种发动机用执行器的输出转角检测装置及其设计方法和检测方法。
技术介绍
在发动机控制中，执行器的功能是将控制信号转化为实际的机械输出，例如克服特定力或扭矩实现某些机构的位置输出。实际使用中为了提高控制精度，需要对输出位置进行闭环控制，因此需检测例如旋转执行器的实际输出位置。另外，对于发动机用大扭矩旋转执行器，要求转角检测结构具备较高的可靠性和寿命，同时要求结构紧凑。而现有的发动机用执行器的位置检测装置不能满足该要求。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可靠性和寿命高、结构紧凑的发动机用执行器的输出转角检测装置，并提供该检测装置的设计方法和检测输出转角的方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种发动机用执行器的输出转角检测装置的设计方法，包括以下步骤：第一步，提供架板和输出轴，并将所述输出轴可枢转地安装在所述架板上；第二步，在所述输出轴上套设偏心轮，使得所述输出轴的转动能够带动所述偏心轮往复转动；第三步，在所述架板的一侧固定安装感应所述偏心轮的转动的位移传感器；第四步，在所述架板的另一侧固定安装用于限制所述偏心轮的转动的挡块组件，以保证所述位移传感器输出在正常范围内。进一步地，所述偏心轮被设置为所述偏心轮的中心与所述输出轴的中心不重合，使得所述偏心轮的中心与所述输出轴的中心构成偏心距di，所述偏心距使得所述位移传感器的检测距离X随所述偏心轮的转角θ改变而变化，从而所述位移传感器输出不同的电压值以指示所述偏心轮的转角θ。进一步地，所述挡块组件被设置为包括第一挡块和第二挡块，将所述第一挡块与所述第二挡块邻接，其中，所述第一挡块的硬度小于所述第二挡块的硬度，使得当所述偏心轮转动到接触所述第一挡块时，所述第一挡块能够起到缓冲作用。本专利技术还提供了一种上述设计方法得到的发动机用执行器的输出转角检测装置，包括架板和可枢转地安装在架板上的输出轴；输出轴上套设有偏心轮，使得输出轴的转动能够带动偏心轮往复转动；架板的一侧固定安装有用于能够感应偏心轮的转动的位移传感器。进一步地，偏心轮的中心与输出轴的中心不重合，使得偏心轮的中心与输出轴的中心构成偏心距di，该偏心距使得位移传感器的检测距离X随偏心轮的转角θ改变而变化，从而位移传感器输出不同的电压值以指示偏心轮的转角θ。进一步地，偏心轮具有圆弧外围，位移传感器的检测距离X指的是位移传感器的探头与偏心轮的圆弧外围的最短距离。进一步地，若位移传感器中的探头与偏心轮中心的距离为D，偏心轮的圆弧外围所在的圆的半径为R，则当偏心轮的转角θ在0°～180°之间转动时，位移传感器的检测距离X与偏心轮的转角θ满足关系：进一步地，架板上的另一侧设置有挡块组件，挡块组件用于限制偏心轮的转动，以保证位移传感器输出在正常范围内。进一步地，挡块组件包括第一挡块和第二挡块，第一挡块与第二挡块邻接，第一挡块的硬度小于第二挡块的硬度，使得当偏心轮转动到接触第一挡块时，第一挡块能够起到缓冲作用。进一步地，第二挡块具有相互邻接的第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面各与一个第一挡块邻接，偏心轮上套设在输出轴的部分位于或嵌置在由第一侧面、第二侧面、第一侧面处的第一挡块和第二侧面处的第一挡块构成的凹槽内。进一步地，偏心轮上设置有镂空结构，以节省材料和减轻重量。进一步地，位移传感器为电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电位移传感器或接触式位移传感器进一步地，偏心轮整体上呈扇形。本专利技术提到的执行器为大扭矩旋转执行器。在本专利技术的较佳实施方式中，提供了一种发动机用执行器的输出转角检测装置，包括架板和可枢转地安装在架板上的输出轴；输出轴上套设有偏心轮，使得输出轴的转动能够带动偏心轮往复转动；架板的一侧固定安装有用于能够感应偏心轮的转动的位移传感器。其中，偏心轮的中心与输出轴的中心不重合，使得偏心轮的中心与输出轴的中心构成偏心距di，该偏心距使得位移传感器的检测距离X随偏心轮的转角θ改变而变化，从而位移传感器输出不同的电压值以指示偏心轮的转角θ。偏心轮具有圆弧外围，位移传感器的检测距离X指的是位移传感器中的探头与偏心轮的圆弧外围的最短距离。架板上的另一侧设置有挡块组件，挡块组件用于限制偏心轮的转动，以保证位移传感器输出在正常范围内。挡块组件包括第一挡块和第二挡块，第一挡块与第二挡块邻接，第一挡块的硬度小于第二挡块的硬度，使得当偏心轮转动到接触第一挡块时，第一挡块能够起到缓冲作用。第二挡块具有相互邻接的第一侧面和第二侧面，第一侧面和第二侧面各与一个第一挡块邻接，偏心轮上套设在输出轴的部分位于或嵌置在由第一侧面、第二侧面、第一侧面处的第一挡块和第二侧面处的第一挡块构成的凹槽内。另外，偏心轮上设置有镂空结构，且偏心轮整体上呈扇形。位移传感器为电感式位移传感器。本专利技术的发动机用执行器的输出转角检测装置的检测输出转角的方法包括以下步骤：第一步，当所述偏心轮绕所述输出轴转动时，利用所述位移传感器得到检测距离X和输出电压；第二步，根据关系式得到输出转角与位移传感器的检测距离关系；其中，X为所述位移传感器的检测距离，θ为所述偏心轮的转角，D为所述位移传感器的探头与所述偏心轮的中心的距离，di为所述偏心轮的偏心距，R为所述偏心轮的圆弧外围所在的圆的半径；第三步，得到所述位移传感器的检测距离和输出电压的关系；第四步，综合所述第二步和所述第三步的结果，得到输出转角与位移传感器的输出电压的关系。本专利技术的发动机用执行器的输出转角检测装置检测输出转角的原理如下：由于偏心距di的存在，位移传感器的检测距离X随偏心轮的转角θ改变而变化，若位移传感器中的探头与偏心轮中心的距离为D，偏心轮的圆弧外围所在的圆的半径为R，则当偏心轮的转角θ在0°～90°之间转动时，此时θ记为θ1，位移传感器的检测距离X与偏心轮的转角θ1满足关系：当偏心轮的转角θ在90°～180°之间转动时，此时θ记为θ2，位移传感器的检测距离X与偏心轮的转角θ2满足关系：由此可以根据位移传感器的检测距离与偏心轮的转角的关系，综合得出输出转角与位移传感器输出电压的关系，通过位移传感器输出不同的电压值以指示转角。本专利技术的发动机用执行器的输出转角检测装置具有结构紧凑、可靠性及寿命高的优点，能够通过位移传感器检测执行器的输出转角，并采用挡块组件实现了限位功能，从而保证位移传感器输出在正常范围内，同时限制大扭矩旋转执行器的输出角度范围。本专利技术的发动机用执行器的输出转角检测装置提高了位置检测装置的可靠性，集成限位功能形成紧凑的结构。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的发动机用执行器的输出转角检测装置的结构示意图；图2是图1的侧视图；图3是本专利技术的一个较佳实施例的偏心轮与位移传感器的探头的相对位置关系图；图4是偏心轮的转角处于图3中的区域Ⅰ时位移传感器的检测距离与偏心轮的转角的关系示意图；图5是偏心轮的转角处于图3中的区域Ⅱ时位移传感器的检测距离与偏心轮的转角的关系示意图；图6是本专利技术的一个较佳实施例的输出转角与检测距离的关系图；图7是本专利技术的一个较佳实施例的检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机用执行器的输出转角检测装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，提供架板和输出轴，并将所述输出轴可枢转地安装在所述架板上；第二步，在所述输出轴上套设偏心轮，使得所述输出轴的转动能够带动所述偏心轮往复转动；第三步，在所述架板的一侧固定安装感应所述偏心轮的转动的位移传感器；第四步，在所述架板的另一侧固定安装用于限制所述偏心轮的转动的挡块组件，以保证所述位移传感器输出在正常范围内。

【技术特征摘要】
1.一种发动机用执行器的输出转角检测装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，提供架板和输出轴，并将所述输出轴可枢转地安装在所述架板上；第二步，在所述输出轴上套设偏心轮，使得所述输出轴的转动能够带动所述偏心轮往复转动；第三步，在所述架板的一侧固定安装感应所述偏心轮的转动的位移传感器；第四步，在所述架板的另一侧固定安装用于限制所述偏心轮的转动的挡块组件，以保证所述位移传感器输出在正常范围内。2.根据权利要求1所述的发动机用执行器的输出转角检测装置的设计方法，其特征在于，所述偏心轮被设置为所述偏心轮的中心与所述输出轴的中心不重合，使得所述偏心轮的中心与所述输出轴的中心构成偏心距di，所述偏心距使得所述位移传感器的检测距离X随所述偏心轮的转角θ改变而变化，从而所述位移传感器输出不同的电压值以指示所述偏心轮的转角θ。3.根据权利要求1所述的发动机用执行器的输出转角检测装置的设计方法，其特征在于，所述挡块组件被设置为包括第一挡块和第二挡块，将所述第一挡块与所述第二挡块邻接，其中，所述第一挡块的硬度小于所述第二挡块的硬度，使得当所述偏心轮转动到接触所述第一挡块时，所述第一挡块能够起到缓冲作用。4.一种根据权利要求1～3中任意一项所述的设计方法得到的发动机用执行器的输出转角检测装置，其特征在于，包括架板和可枢转地安装在架板上的输出轴；所述输出轴上套设有偏心轮，使得所述输出轴的转动能够带动所述偏心轮往复转动；所述架板的一侧固定安装有用于能够感应所述偏心轮的转动的位移传感器；所述架板上的另一侧设置有挡块组件，所述挡块组件用于限制所述偏心轮的转动，以保证所述位移传感器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，凌励逊，金江善，徐建新，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31