摆式二维角位移传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种测量工程结构倾斜角度的摆式二维角位移传感器，包括了角位移装置Ｉ、角位移装置ＩＩ、激光瞄准器、机壳和底座。该传感器能同时测量出工程结构面在两个相互垂直方向上倾斜的角度和方向，它采用摆、光电开关、电机来控制角位移器的传感方式，具有精度高、分辨率好、工作可靠、体积小、造价低、数字信号输出等的特点，满足工程设计、科研与施工等应用的需求。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量工程结构面倾斜角度的传感器，具体的说是一种摆式二 维角位移传感器。
技术介绍
目前，现有的机械式、码盘式、光栅式及光电式等角位移传感器，由于只能测量一 维方向上倾斜的角度，导致使用上受局限或不便，不能满足工程结构面角位移的测量。
技术实现思路
针对现有角位移传感器的不足，本技术提出一种摆式二维角位移传感器，它 采用中心轴线相互垂直布置的两个角位移装置，测量出二维方向上角位移数据，经二维角 位移处理器的处理，得出工程结构面倾斜的角度。本技术的技术方案如下本技术提出的摆式二维角位移传感器，适用于工程结构面倾斜角度的测量， 配套的二次仪表是摆式二维角位移处理仪。—种摆式二维角位移传感器，包括了角位移装置I (11)、角位移装置II (12)、激光 瞄准器(3)、激光瞄准器插座(4)、连线插座(5)、机壳(1)和底座(2)；其特征在于在矩形 的底座(2)上，固定着两个中心轴线相互垂直，结构相同的角位移装置I (11)和角位移装置 11(12)；机壳(1)的顶面和一侧端面上，沿传感器中心轴线各设置一个能转动90°或180° 的激光瞄准器插座(4)，另一侧的端面上有一个连线插座(5)和电源指示器(6)；在两个角 位移装置相应位置的机壳(1)侧面上，有铅垂摆制动开关1(22)和铅垂摆制动开关11(23) 的安装窗口 ；底座(2)的四角各有一个螺栓孔；所述的角位移装置I (11)或角位移装置II (12)的结构，在矩形底板(13)的中间， 有两个与底板(13)短边平行的支架(14)；两个支架(14)的外侧分别固定着电机(15)和角 位移器(41)，电机(15)与角位移器(41)的主轴位于同一水平轴线，并在两个支架(14)的 内侧由主轴传动器(51)的传动轴套(53)予以连接；主轴传动器(51)的顶推导轨(54)固 定于角位移器(41)侧的支架(14)上，弹簧(52)将传动轴套(53)端面的圆弧凸块(55)紧 抵于顶推导轨(54)，所述的电机主轴(16)外壁上具有传动杆(24)，传动轴套(53)内壁上 有供传动杆(24)在其中左、右滑动的传动滑槽，所述的传动滑套(53)左端具有供角位移器 主轴(42)滑行的通孔，所述的传动滑套(53)中有传动销(56)，所述的角位移器主轴(42) 前端有与传动销(56)配合的传动槽(43)，所述的顶推导轨(54)为与传动轴套(53)内、外 径相等的圆形轨道，在轨道中心铅垂线的-47°处有从平面过度到斜面的台阶，以及在轨道 中心铅垂线的+70°处从斜面过度到平面；当电机主轴(16)上的传动杆(24)带着传动轴 套(53)转动时，顶推导轨(54)的台阶及斜面将传动轴套(53)沿主轴线方向来回移动，通 过角位移器主轴(42)前端传动槽(43)与传动销(56)配合与否，形成对角位移器主轴(42) 传动的离合；遮光杆(17)固定于支架(14)内侧的角位移器主轴(42)上，与该主轴(42)同 步转动；遮光杆挡块(18)位于角位移器(41)侧的支架(14)，与主轴中心铅垂线的-47°处；角位移器主轴(42)在电机(15)的带动下，将遮光杆(17)从主轴中心铅垂线的-47° 处顺时针转动，转动至主轴中心铅垂线的+70°时，传动轴套(53)与角位移器主轴(42)脱 开，角位移器主轴(42)靠安装于其上的盘簧(45)的弹力逆时针转动返回到-47°的原位； 铅垂摆(31)位于两个支架(14)内侧及主轴下方的传感器中心轴线上，摆臂(32)上端的 销轴(35)各自支承于两侧的支架(14)，铅垂摆(31)围绕该销轴(35)能在士45°范围内 摆动，并保持铅直状态；铅垂摆挡块(21)位于主轴中心铅垂线+45°的支架(14)边缘，铅 垂摆制动开关(22或23)位于主轴中心铅垂线-45°的支架(14)边缘；角位移器光电开关 (36)位于铅垂摆(31)靠近重块(33)的两摆臂(32)中间，遮光杆(17)转动到该位置时将 切换光电开关(36)的光线；角位移器光电开关(19)位于两支架(14)中间的主轴中心铅垂 线+45°处，遮光杆(17)转动到该位置时将切换光电开关(19)的光线；电机光电开关(20) 位于两支架(14)中间的主轴中心铅垂线+60°处，遮光杆(17)转动到该位置时将切换电机 光电开关(20)的光线。所述的摆式二维角位移传感器，其特征在于电机(15)的转动速度为2r/min，且 逆时针定向转动。所述的摆式二维角位移传感器，其特征在于所述的角位移器(41)，盘簧(45)及 主动齿轮共轴放置在机架(44)内，主轴(42)两端活动置于机架(44)相对的壁上；齿轮组 (47)的从动齿轮分别由大至小相互啮合，与主动齿轮相啮合的棘轮(46)为齿轮组(47)的 最大从动齿轮，与调制摆(48)相啮合的为最小从动齿轮；一个槽型光电断续器(49)置于机 架(44)上，该光电断续器(49)的发射极和接收极分别置于调制摆(48)摆针的两侧，其之 间的光线垂直于调制摆(48)摆针面；所述的角位移器主轴(42)在插入传动轴套(53)的端 面上有一个传动槽(43)。所述的摆式二维角位移传感器，其特征在于所述的铅垂摆(31)呈倒Π型的形 状，其两个摆臂(32)的上端各有一个销轴孔(34)，下端固定于一圆柱形重块(33)，靠近重 块(33)的两摆臂(32)中间有一个角位移器光电开关(36)。所述的摆式二维角位移传感器，其特征在于所述的主轴传动器(51)，包括有依 次活动套于电机主轴(16)和角位移器主轴(42)的顶推导轨(54)、传动轴套(53)和弹簧 (52)；所述的传动轴套(53)为圆柱形，其中心有一个通孔，该孔在角位移器主轴(42)段为 圆形孔，在电机主轴(16)段为圆形孔，且孔壁上有相距180°的两条传动滑槽(57)，在两轴 段的交界处有一个横穿轴孔的传动销(56)，以及与弹簧(52)接触的端面为平面，另一侧端 面上有一个凸起的圆弧滑块(55)；所述的弹簧(52)为压簧。所述的摆式二维角位移传感器，其特征在于所述的角位移器光电开关(19)、角 位移器光电开关(36)与电机光电开关(20)，均为同种规格型号的槽型光电断续器，其槽口 间能被遮光杆(17)杆端的遮光叶片通过，该光电断续器的发射极和接收极分别置于该遮 光叶片的两侧，其之间的光线垂直于遮光叶面。所述的摆式二维角位移传感器，其特征在于所述的遮光杆(17)杆端遮光叶片为 扁平状，且为不透光的黑色材料。所述的摆式二维角位移传感器，其特征在于所述的调制摆(48)摆针端为扁平 状，且为不透光的黑色材料。本技术的原理51、被测工程结构与传感器为同一个角位移控制系在传感器安装时，先通过沿传 感器中心轴线布置的激光瞄准器所射出的激光，边调整传感器底座的位置，边瞄准工程结 构的铅直控制点，然后把传感器固定于被测工程的结构上。这样，就能建立被测工程结构与 传感器为同一个角位移控制系。2、角位移装置工作原理测量时，按下二维角位移处理器的自动或手动按钮，电机 的主轴带着传动轴套开始转动，同时传动轴套靠弹簧的弹力紧抵顶推导轨。当传动轴套端 面上的圆弧凸块转到顶推导轨的台阶位置(中心铅垂线-47° )时，传动轴套向角位移器方 向移动，且把传动轴套上的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摆式二维角位移传感器，包括了角位移装置Ⅰ（１１）、角位移装置Ⅱ（１２）、激光瞄准器（３）、激光瞄准器插座（４）、连线插座（５）、机壳（１）和底座（２）；其特征在于：在矩形的底座（２）上，固定着两个中心轴线相互垂直，结构相同的角位移装置Ⅰ（１１）和角位移装置Ⅱ（１２）；机壳（１）的顶面和一侧端面上，沿传感器中心轴线各设置一个能转动９０°或１８０°的激光瞄准器插座（４），另一侧的端面上有一个连线插座（５）和电源指示器（６）；在两个角位移装置相应位置的机壳（１）侧面上，有铅垂摆制动开关Ⅰ（２２）和铅垂摆制动开关Ⅱ（２３）的安装窗口；底座（２）的四角各有一个螺栓孔；所述的角位移装置Ⅰ（１１）或角位移装置Ⅱ（１２）的结构，在矩形底板（１３）的中间，有两个与底板（１３）短边平行的支架（１４）；两个支架（１４）的外侧分别固定着电机（１５）和角位移器（４１），电机（１５）与角位移器（４１）的主轴位于同一水平轴线，并在两个支架（１４）的内侧由主轴传动器（５１）的传动轴套（５３）予以连接；主轴传动器（５１）的顶推导轨（５４）固定于角位移器（４１）侧的支架（１４）上，弹簧（５２）将传动轴套（５３）端面的圆弧凸块（５５）紧抵于顶推导轨（５４），所述的电机主轴（１６）外壁上具有传动杆（２４），传动轴套（５３）内壁上有供传动杆（２４）在其中左、右滑动的传动滑槽，所述的传动滑套（５３）左端具有供角位移器主轴（４２）滑行的通孔，所述的传动滑套（５３）中有传动销（５６），所述的角位移器主轴（４２）前端有与传动销（５６）配合的传动槽（４３），所述的顶推导轨（５４）为与传动轴套（５３）内、外径相等的圆形轨道，在轨道中心铅垂线的－４７°处有从平面过度到斜面的台阶，以及在轨道中心铅垂线的＋７０°处从斜面过度到平面；当电机主轴（１６）上的传动杆（２４）带着传动轴套（５３）转动时，顶推导轨（５４）的台阶及斜面将传动轴套（５３）沿主轴线方向来回移动，通过角位移器主轴（４２）前端传动槽（４３）与传动销（５６）配合与否，形成对角位移器主轴（４２）传动的离合；遮光杆（１７）固定于支架（１４）内侧的角位移器主轴（４２）上，与该主轴（４２）同步转动；遮光杆挡块（１８）位于角位移器（４１）侧的支架（１４），与主轴中心铅垂线的－４７°处；角位移器主轴（４２）在电机（１５）的带动下，将遮光杆（１７）从主轴中心铅垂线的－４７°处顺时针转动，转动至主轴中心铅垂线的＋７０°时...

【技术特征摘要】
一种摆式二维角位移传感器，包括了角位移装置I(11)、角位移装置II(12)、激光瞄准器(3)、激光瞄准器插座(4)、连线插座(5)、机壳(1)和底座(2)；其特征在于在矩形的底座(2)上，固定着两个中心轴线相互垂直，结构相同的角位移装置I(11)和角位移装置II(12)；机壳(1)的顶面和一侧端面上，沿传感器中心轴线各设置一个能转动90°或180°的激光瞄准器插座(4)，另一侧的端面上有一个连线插座(5)和电源指示器(6)；在两个角位移装置相应位置的机壳(1)侧面上，有铅垂摆制动开关I(22)和铅垂摆制动开关II(23)的安装窗口；底座(2)的四角各有一个螺栓孔；所述的角位移装置I(11)或角位移装置II(12)的结构，在矩形底板(13)的中间，有两个与底板(13)短边平行的支架(14)；两个支架(14)的外侧分别固定着电机(15)和角位移器(41)，电机(15)与角位移器(41)的主轴位于同一水平轴线，并在两个支架(14)的内侧由主轴传动器(51)的传动轴套(53)予以连接；主轴传动器(51)的顶推导轨(54)固定于角位移器(41)侧的支架(14)上，弹簧(52)将传动轴套(53)端面的圆弧凸块(55)紧抵于顶推导轨(54)，所述的电机主轴(16)外壁上具有传动杆(24)，传动轴套(53)内壁上有供传动杆(24)在其中左、右滑动的传动滑槽，所述的传动滑套(53)左端具有供角位移器主轴(42)滑行的通孔，所述的传动滑套(53)中有传动销(56)，所述的角位移器主轴(42)前端有与传动销(56)配合的传动槽(43)，所述的顶推导轨(54)为与传动轴套(53)内、外径相等的圆形轨道，在轨道中心铅垂线的 47°处有从平面过度到斜面的台阶，以及在轨道中心铅垂线的+70°处从斜面过度到平面；当电机主轴(16)上的传动杆(24)带着传动轴套(53)转动时，顶推导轨(54)的台阶及斜面将传动轴套(53)沿主轴线方向来回移动，通过角位移器主轴(42)前端传动槽(43)与传动销(56)配合与否，形成对角位移器主轴(42)传动的离合；遮光杆(17)固定于支架(14)内侧的角位移器主轴(42)上，与该主轴(42)同步转动；遮光杆挡块(18)位于角位移器(41)侧的支架(14)，与主轴中心铅垂线的 47°处；角位移器主轴(42)在电机(15)的带动下，将遮光杆(17)从主轴中心铅垂线的 47°处顺时针转动，转动至主轴中心铅垂线的+70°时，传动轴套(53)与角位移器主轴(42)脱开，角位移器主轴(42)靠安装于其上的盘簧(45)的弹力逆时针转动返回到 47°的原位；铅垂摆(31)位于两个支架(14)内侧及主轴下方的传感器中心轴线上，摆臂(32)上端的销轴(35)各自支承于两侧的支架(14)，铅垂摆(31)围绕该销轴(35)能在±45°范围内摆动，并保持铅直状态；铅垂摆挡块(21)位于主轴中心铅垂线+45°的支架(14)边缘，铅垂摆...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪哲荪，方诗圣，胡成，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]