带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统以及测量方法

技术领域

本发明涉及油缸行程检测领域，特别是涉及一种带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统以及测量方法。

背景技术

目前带沟槽陶瓷活塞杆，主要还是采用单个磁性霍尔传感器，检测活塞杆伸出缩回油缸时发出的脉泽信号数量，换算出活塞杆的相对移动距离和相对位置。在紧急情况下设备长时间断电后，再重新启动电源后，或者油缸活塞杆在长时间断电的过程性进行移动，再次恢复供电后，检测系统会丢失当前的位置。有些厂家采用了增加备用电源来延长几天的数据保存时间。但依然不能解决断电过程中移动造成的位置丢失。

市场上现有使用的方案大部分采用最简单标准沟槽+单个磁性传感器的方法，这种方法没有办法解决断电后移动后位置丢失的功能；个别厂家通过在活塞杆上刻多个不同螺距螺旋槽+相阵列传感器，通过相阵列传感器检测不同螺距螺旋槽之间的相对距离换算成活塞杆的绝对位置。

现在市场上采用的常规沟槽+单磁性传感器无断电后恢复通电后绝对位置检测功能。不同螺距螺旋槽+相阵列传感器技术，因为过于复杂的相阵列传感器集成技术，造成硬件成本高、维修成本高、以及如果相阵列传感器组出现故障时无合理的应急替代方案，实用性较差。上面两种的方案所采用的沟槽，大部分采用的直沟槽螺纹的方法，直沟槽螺纹槽在喷涂陶瓷时，涂层与沟槽之间由于喷涂角度不能兼顾，有喷涂死角，所以涂层与活塞杆基体之间的结合强度差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统以及测量方法，通过两组沟槽的设计能够在断电后也不会丢失位置，能够在一个传感器损坏的情况下使用者有充分时间进行坏的传感器更换或者不更换也可知道当前的位置。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统，包括涂覆有陶瓷层的活塞杆，所述活塞杆上半圆周的陶瓷层上开设有上沟槽组，所述活塞杆下半圆周的陶瓷层上开设有下沟槽组，所述上沟槽组和下沟槽组上喷涂陶瓷层，所述上沟槽组包括多个依次等间距设置的第一沟槽，所述下沟槽组包括多个依次间隔设置的有槽段和无槽段，所述有槽段上包括至少一个第二沟槽，无槽段将有槽段分隔为非等间距设置，所述活塞杆的上方设有朝向上沟槽组的上磁性霍尔传感器，下方设有朝向下沟槽组的下磁性霍尔传感器，所述活塞杆与上磁性霍尔传感器和下磁性霍尔传感器之间相对水平移动，上磁性霍尔传感器和下磁性霍尔传感器通过检测塞杆表面的距离差生成标准的脉冲计数信号给外部接收器。

在本发明一个较佳实施例中，多个所述有槽段为具有相同或者不同数量的第二沟槽的有槽段。

在本发明一个较佳实施例中，多个所述无槽段为两种或两种以上不同长度的无槽段。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一沟槽和第二沟槽的横截面为梯形。

在本发明一个较佳实施例中，所述上磁性霍尔传感器和下磁性霍尔传感器为双通道磁性霍尔传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述上磁性霍尔传感器和下磁性霍尔传感器与外部接收器连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种根据权上述的带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统的测量方法，所述上沟槽组作为活塞杆位移测量的基准测量刻度，所述下沟槽组作为活塞杆位移测量的绝对位置刻度，所述活塞杆相对于上磁性霍尔传感器和下磁性霍尔传感器在水平方向上产生相对位移后，上磁性霍尔传感器和下磁性霍尔传感器通过检测塞杆表面的距离差生成标准的脉冲计数信号给外部接收器，上磁性霍尔传感器通过检测上沟槽组测量出活塞杆的实时位移量，下磁性霍尔传感器通过检测下沟槽组的有槽段测量出活塞杆的实时绝对位置。

在本发明一个较佳实施例中，所述下沟槽组的有槽段通过外部接收器定义出不同位置与第二沟槽数量的对应关系即可获取绝对位置。

在本发明一个较佳实施例中，所述上磁性霍尔传感器和下磁性霍尔传感器具有A\B相两个通道同时输出两个相差90°的脉冲信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述上磁性霍尔传感器检测上沟槽组并通过A相输出，并输出自身位置，所述下磁性霍尔传感器检测下沟槽组通过B相输出。

本发明的有益效果是：本发明带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统以及测量方法，通过两组沟槽的设计能够在断电后也不会丢失位置，能够在一个传感器损坏的情况下使用者有充分时间进行坏的传感器更换或者不更换也可知道当前的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1的左视图；

附图中各部件的标记如下：1、活塞杆，2、陶瓷层，3、上沟槽组，31、第一沟槽，4、下沟槽组，41、有槽段，42、无槽段，43、第二沟槽，5、上磁性霍尔传感器，6、下磁性霍尔传感器，7、外部接收器。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统，包括涂覆有陶瓷层2的活塞杆1，活塞杆1上半圆周的陶瓷层2上开设有上沟槽组3，活塞杆1下半圆周的陶瓷层2上开设有下沟槽组4，上沟槽组3包括多个依次等间距设置的第一沟槽31，下沟槽组4包括多个依次间隔设置的有槽段41和无槽段42，有槽段41上包括至少一个第二沟槽43，无槽段42将有槽段41分隔为非等间距设置，活塞杆1的上方设有朝向上沟槽组3的上磁性霍尔传感器5，下方设有朝向下沟槽组4的下磁性霍尔传感器6，活塞杆1与上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6之间相对水平移动，上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6通过检测塞杆表面的距离差生成标准的脉冲计数信号给外部接收器。

另外，多个有槽段41为具有相同或者不同数量的第二沟槽的有槽段41。如图1所示，有槽段41可以为一个第二沟槽，两个第二沟槽、三个第二沟槽或者更多的第二沟槽构成的区域。

另外，多个无槽段42为两种或两种以上不同长度的无槽段。无槽段42的长度可以根据实际需要进行设置，各个无槽段长度可以完全不同，也可以个别无槽段的长度相同，只要保证有槽段之间是非等间距设置即可。

另外，第一沟槽31和第二沟槽43的横截面为梯形。这种结构的沟槽相对于现有的直沟槽相比，喷涂无死角，因此喷涂涂层于基体的结合强度高于直沟槽喷涂获得的涂层与基材之间的结合强度。

另外，上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6为双通道磁性霍尔传感器。

另外，上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6与外部接收器连接。

一种带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统的测量方法，上沟槽组3作为活塞杆位移测量的基准测量刻度，下沟槽组4作为活塞杆位移测量的绝对位置刻度，活塞杆1相对于上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6在水平方向上产生相对位移后，上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6通过检测塞杆表面的距离差生成标准的脉冲计数信号给外部接收器，上磁性霍尔传感器5通过检测上沟槽组3测量出活塞杆1的实时位移量，下磁性霍尔传感器6通过检测下沟槽组4的有槽段41测量出活塞杆1的实时绝对位置。

另外，下沟槽组4的有槽段41通过外部接收器定义出不同位置与第二沟槽43数量的对应关系即可获取绝对位置。

另外，上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6具有A\B相两个通道同时输出两个相差90°的脉冲信号。

另外，当配有传感器的装置移动时，上磁性霍尔传感器传感器不停检测等间距的沟槽（上沟槽组），可以检测出移动了多少距离，就像一把标准的刻度尺一样；同时下磁性霍尔传感器通过下狗槽组时，因为在程序里预先编译了不同数量刻度对应不同于的长度（即活塞杆绝对位置）。两个传感器同步工作，即可实时反馈出活塞杆的实时绝对位置。上磁性霍尔传感器5检测上沟槽组3并通过A相输出，并输出自身位置，下磁性霍尔传感器6检测下沟槽组4通过B相输出，上磁性霍尔传感器5和下磁性霍尔传感器6的输出不干涉，确保测量精准。

由于下沟槽组为存在绝对位置的沟槽刻度，检测系统具有断电后恢复通电后绝对位置检测功能；两个相同的磁性传感器，如果在运行过程性当中的一个传感器坏了，使用剩余好的一个具备增量位移检测功能或者粗定位功能。使用者有充分时间更换新的传感器以降低设备停机风险。

区别于现有技术，本发明带沟槽陶瓷活塞杆绝对位置位移测量系统以及测量方法，通过两组沟槽的设计能够在断电后也不会丢失位置，能够在一个传感器损坏的情况下使用者有充分时间进行坏的传感器更换或者不更换也可知道当前的位置。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。