[发明专利]直行程气动执行机构位置反馈装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及直行程气动执行机构位置反馈装置和方法。

背景技术

目前，随着我国工业自动化程度的提高，气动执行机构已由单纯的两点开关式逐渐过渡升级到多点开关式与调节式，位置反馈也由磁性开关或行程开关转变为多点行程开关与位移传感器。这就对气动执行机构的位移反馈装置提出了更高的要求。

目前实际大量采用的位移反馈装置，有多种形式，其中以下述几种气动执行机构所采用的位移反馈形式或技术为典型代表：1)斜板或斜槽位移反馈式；2)连杆反馈式；3)拉簧-喷嘴挡板反馈式；4)磁致伸缩式位移反馈传感器。

以上四种现有技术均有着大量缺点，具体见具体实施方式部分的表格。

发明内容

发明的目的：为了提供一种结构更简单，使用更方便的直行程气动执行机构位置反馈装置和方法。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：

方案1：

直行程气动执行机构位置反馈装置，其特征在于，包含壳体，所述壳体内部有可转的绕线辊子，所述绕线辊子上缠绕有拉线，所述拉线一侧固定在绕线辊子上，另一侧连接在气缸活塞端固定端子上并能随其运动，所述绕线辊子和其中心轴为一体并且中心轴上有齿轮和减速装置的相接，所述减速装置的动力输出轴伸出壳体外部。

本发明进一步技术方案在于，所述绕线辊子的中心轴的下端安装有发条弹簧，即绕线辊子的中心轴下方的开口槽与发条弹簧相连，其转动可带动发条弹簧形变。

本发明进一步技术方案在于，所述减速装置的动力输出轴连接角行程定位器或者通过齿轮啮合齿条，所述齿条上有刻度，所述齿条下方有连接部件卡装在滑动槽内。

本发明进一步技术方案在于，所述拉线为不锈钢编织拉线。

本发明进一步技术方案在于，所述拉线通过拉线衬套，拉线衬套对拉线进行对中导向，拉线经过拉线衬套后连接气缸活塞端固定端子，所述气缸活塞端固定端子固定在气缸轴上。

本发明进一步技术方案在于，本反馈装置的壳体与气缸后端盖相连通并且气密性良好，气缸的无杆侧腔体、本装置的内部空腔构成封闭腔体，气缸后端盖密封圈安装在气缸后端盖连接底座和气缸后端盖之间的间隙中，O形圈安装在端盖和壳体之间的间隙中；旋转密封件端盖安装于端盖和绕线辊子的中心轴之间的间隙中；旋转密封件壳体安装于壳体和绕线辊子的中心轴之间的间隙中。

本发明进一步技术方案在于，在拉线衬套上设置了一个以上径向的呼吸孔连通气缸的无杆侧腔体与本反馈装置的壳体的内部空腔。

方案二：

直行程气动执行机构位置反馈方法，其特征在于，采用如上任意所述的装置，包含如下步骤：

气缸直线运行，气缸轴带动气缸活塞端固定端子上，带动拉线移动；

拉线被拉线衬套中部定位，使得传输稳定精确；

拉线带动绕线辊子转动，进而使得绕线辊子的中心轴也转动；

所述绕线辊子的中心轴的转动带动减速装置的动力输出轴转动；

动力输出轴连接反馈联轴器反馈直线气缸的气缸的直线运动行程信息。

本发明进一步技术方案在于，所述动力输出轴所述减速装置的动力输出轴连接角行程定位器或者通过齿轮啮合齿条，所述齿条上有刻度，所述齿条下方有连接部件卡装在滑动槽内，通过角行程定位器、减速装置以及其与绕线辊子的传动比、绕线辊子的直径算出行程位移；或者通过齿条的位移以及其上的刻度、绕线辊子的传动比、绕线辊子的直径算出行程位移。

采用如上技术方案的本发明，相对于现有技术有如下有益效果：

1)结构紧凑，整体结构接近普通气缸，主要的安装方式与普通气缸相同;

2)反馈机构全内置，关键环节全密封，使执行机构的反馈核心机构不受外界环境影响，性能可靠；

3)位移反馈信息或信号的归一化、统一化，实现气动执行机构的平台化、模块化，便于气动执行机构进一步与定位器、气动逻辑回路等集成，完成复杂的控制功能；实现从“任意直行程位移信号”到“标准90度角位移信号”的线性转化；实现本装置与气缸对联的接口标准化；实现本装置与气缸对联的气密性解决方案;本装置与气缸的一体化安装，实现位移反馈机构整体内置化，其构成的新气动执行机构的安装使用可与普通气缸完全兼容、互换，消除既有的外置侧装式反馈机构由于自身结构，导致对执行机构整体在安装中的诸多影响；本装置实现与各类角位移气动定位器的配套使用，无特定平台、技术要求与应用壁垒，具有普遍适用性。

附图说明