專利名稱：卷尺式直線運(yùn)動(dòng)物體速度連續(xù)測(cè)量傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種直線運(yùn)動(dòng)物體速度測(cè)量傳感裝置。
背景技術(shù)：
在速度測(cè)量領(lǐng)域，軸或輪的轉(zhuǎn)速測(cè)量方法和技術(shù)比較成熟，因?yàn)槲矬w轉(zhuǎn)動(dòng)的參照物容易確定，轉(zhuǎn)速傳感器也就容易設(shè)計(jì)和安裝。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)物體，其速度測(cè)量的難點(diǎn)就在于其參照物是地面靜止物體，測(cè)量過(guò)程中被測(cè)物體和參照物距離、位置不斷變化。目前，測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)物體速度的常用方法有標(biāo)桿法、五輪儀法和雷達(dá)測(cè)速法。標(biāo)桿法是在試驗(yàn)距離兩端各樹立一根標(biāo)桿，利用儀器或秒表測(cè)量出被測(cè)物體通過(guò)兩標(biāo)桿的時(shí)間差，根據(jù)時(shí)間差可以計(jì)算出被測(cè)物體在兩標(biāo)桿之間的平均速度，實(shí)時(shí)性較差。五輪儀法是在被測(cè)物體上安裝轉(zhuǎn)動(dòng)靈活的附加輪(第五輪)，被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)依靠地面摩擦使第五輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，然后利用轉(zhuǎn)速測(cè)量的方法測(cè)出第五輪的轉(zhuǎn)速，再結(jié)合第五輪的輪緣周長(zhǎng)換算出被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。五輪儀方法屬于接觸性測(cè)量，測(cè)量結(jié)果受地面狀況影響很大，僅適用于平坦堅(jiān)實(shí)路面測(cè)速。雷達(dá)測(cè)速法基于多普勒效應(yīng)，當(dāng)被測(cè)物體和雷達(dá)波源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，被測(cè)物體反射回來(lái)的波的頻率就會(huì)與波源發(fā)出的波的頻率有一個(gè)差值，差值大小取決于被測(cè)物體和波源的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和方向。雷達(dá)測(cè)速設(shè)備比較復(fù)雜和昂貴，不是常規(guī)普及手段，并且對(duì)拖拉機(jī)等低速運(yùn)動(dòng)物體的測(cè)量誤差也較大?？傊矬w直線運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)量方法和裝備目前還很不完善，如果要實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量并想得到接近瞬態(tài)的速度，困難就更大。就當(dāng)今的測(cè)量技術(shù)而言，無(wú)論測(cè)量?jī)?nèi)容是什么，只要有合適的傳感器，能夠把被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，那么對(duì)這些電信號(hào)進(jìn)行處理、計(jì)算、分析等技術(shù)是比較成熟的。本實(shí)用新型就是一種直線運(yùn)動(dòng)物體速度的測(cè)量傳感裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種卷尺式測(cè)量傳感裝置，將物體直線運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)變?yōu)榫沓咪搸У睦鏊俣?，通過(guò)測(cè)量卷尺鋼帶的拉出速度，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)檢測(cè)被測(cè)物體的直線運(yùn)動(dòng)速度。
上面等距離的孔與光微開關(guān)結(jié)合，產(chǎn)生與拉出速度相關(guān)的電脈沖，結(jié)合脈沖檢測(cè)儀器可進(jìn)行汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械等物體直線運(yùn)動(dòng)速度的在線連續(xù)測(cè)量。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一個(gè)帶有張緊和定位機(jī)構(gòu)的卷尺鋼帶的纏繞收放裝置，卷尺鋼帶可以輕松平穩(wěn)拉出并能快速收回。沿卷尺鋼帶的長(zhǎng)度方向等距離(比如中心距20mm)鉆一系列直徑5mm的孔。測(cè)量時(shí)，本裝置固定于被測(cè)物體上，卷尺的端頭固定于地面，被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)卷尺被拉出，拉出速度等于物體移動(dòng)速度。用一個(gè)透射式光微開關(guān)檢測(cè)卷尺鋼帶上孔的移動(dòng)，卷尺拉出時(shí)其上的孔會(huì)使光微開關(guān)產(chǎn)生一系列電脈沖，脈沖的時(shí)間間隔可以反映卷尺的移動(dòng)速度，也就是被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。將光微開關(guān)產(chǎn)生的脈沖輸入脈沖檢測(cè)儀器，根據(jù)相鄰脈沖的時(shí)間間隔就可以計(jì)算出被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。這個(gè)速度就是鋼帶上兩個(gè)孔中心距之間的平均速度，如果孔中心距為20mm，得到的就是20mm間的平均速度。
本實(shí)用新型的有益效果有三一是測(cè)量的實(shí)時(shí)性比標(biāo)桿法明顯改善；二是本實(shí)用新型的測(cè)速方式是非接觸式，測(cè)量結(jié)果不受地表狀態(tài)影響，鋼帶的拉出速度只與被測(cè)物體直行速度有關(guān)，比五輪儀法適應(yīng)范圍更廣；三是無(wú)論用于測(cè)量高速和低速物體，測(cè)量結(jié)果精度較高。


圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。虛線[1]表示卷尺鋼帶全部收回以后的圓周，對(duì)于長(zhǎng)50m的卷尺鋼帶，圓周直徑為210mm；[2]是纏繞鋼帶的中心輪，直徑80mm；中心輪上開有沿半徑方向的狹縫[4]，用于鋼帶的端頭定位；采用狹縫定位的目的一是便于鋼帶安裝，二是在測(cè)量當(dāng)中如果鋼帶拉出到極限長(zhǎng)度，能夠輕易從定位狹縫脫出，避免將不會(huì)出現(xiàn)拉斷的情況；[3]是與中心輪過(guò)盈配合的中心軸，其另一軸端安裝有小齒輪，通過(guò)與之嚙合的一個(gè)大齒輪構(gòu)成手搖快速回收結(jié)構(gòu)；[5]是EE-SX670型透射式光微開關(guān)；[6]是4個(gè)直徑25mm的定位滾輪；[7]是卷尺鋼帶，其拉出部分的端頭用鋼釬[8]固定于地面；[9]是整個(gè)裝置的支撐外殼，外廓尺寸為385×270×70；[10]和[11]是將本裝置安裝于被測(cè)車輛的掛鉤。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中傳感器及鋼帶定位結(jié)構(gòu)的局部三視圖。[6]是4個(gè)定位滾輪分為兩對(duì)，其中每對(duì)中的上面一個(gè)滾輪安裝在彈性支架上，以保證成對(duì)兩滾輪外緣的緊密接觸，用于夾持卷尺鋼帶；[5]是光電微開關(guān)；[12]是光微開關(guān)的感光窗口，光微開關(guān)的安裝位置要使感光窗口能夠完整檢測(cè)到卷尺鋼帶上孔的運(yùn)動(dòng)；[13]是定位滾輪兩側(cè)的護(hù)版，限制卷尺鋼帶的位置；[7]是卷尺鋼帶鋼帶；[14]是卷尺鋼帶上面的孔。圖2所示的定位結(jié)構(gòu)的作用就是保證卷尺鋼帶的張緊和定位4個(gè)滾輪的夾持可以保持卷尺鋼帶的張緊以免顫動(dòng)，滾輪雙側(cè)安裝護(hù)版可以確保鋼帶在拉出以及快速回收時(shí)的纏繞整齊。
具體實(shí)施方式
在圖1實(shí)施例中，外殼[9]為δ＝5mm鋼板焊接而成，中心軸[2]、中心輪[3]、定位滾輪[6]為工程塑料，中心輪直徑φ＝80mm，定位滾輪直徑φ＝30mm，卷尺鋼帶[7]長(zhǎng)度50米。本實(shí)用新型可測(cè)量的速度上限由光微開關(guān)的光電轉(zhuǎn)換頻率和鋼帶上的孔距決定，測(cè)量結(jié)果的瞬時(shí)性由鋼帶上的孔距決定。
權(quán)利要求1.一種卷尺式直線運(yùn)動(dòng)物體速度測(cè)量傳感裝置，其特征是一條纏繞在中心輪上的有孔卷尺鋼帶、四個(gè)定位滾輪以及一個(gè)透射式光微開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的卷尺式直線運(yùn)動(dòng)物體速度測(cè)量傳感裝置，其特征是卷尺鋼帶沿長(zhǎng)度方向鉆有等距離的檢測(cè)孔。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的卷尺式直線運(yùn)動(dòng)物體速度測(cè)量傳感裝置，其特征是有四個(gè)定位滾輪分為兩對(duì)，結(jié)合滾輪護(hù)板和壓緊彈簧，實(shí)現(xiàn)兩對(duì)滾輪之間那段鋼帶的張緊和定位。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的卷尺式直線運(yùn)動(dòng)物體速度測(cè)量傳感裝置，其特征是光微開關(guān)安裝在兩對(duì)定位滾輪之間，安裝位置以光微開關(guān)的感光窗口能夠完整檢測(cè)卷尺鋼帶上孔的運(yùn)動(dòng)為準(zhǔn)。
專利摘要一種卷尺式直線運(yùn)動(dòng)物體速度連續(xù)測(cè)量傳感裝置。它是一條卷尺鋼帶整齊纏繞在可平穩(wěn)輕松轉(zhuǎn)動(dòng)的中心輪上，卷尺鋼帶上沿長(zhǎng)度方向等距離打孔，利用4個(gè)滾輪分為兩對(duì)實(shí)現(xiàn)卷尺鋼帶的張緊和定位，在兩對(duì)滾輪之間的鋼帶附近安裝一個(gè)透射式光微開關(guān)，光微開關(guān)的感光窗口可以完整檢測(cè)到鋼帶上孔的運(yùn)動(dòng)。測(cè)量時(shí)，物體直線運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)變?yōu)榫沓咪搸У睦鏊俣?。卷尺鋼帶拉出時(shí)，其上的孔使光微開關(guān)產(chǎn)生連續(xù)電脈沖，相鄰脈沖的周期可以反映鋼帶的拉出速度。將光微開關(guān)的脈沖信號(hào)輸入檢測(cè)儀器，可以根據(jù)相鄰脈沖的時(shí)間間隔計(jì)算出被測(cè)物體的速度。本實(shí)用新型可用于農(nóng)業(yè)機(jī)械或工程機(jī)械的速度測(cè)量試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01P3/36GK2602376SQ0127818
公開日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2001年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月12日
發(fā)明者高煥文, 史智興 申請(qǐng)人:高煥文, 史智興