专利名称：长行程动力头位移检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种长行程动力头位移检测装置，具体地说是一种利用光或磁 栅、机械和电子技术等来测量长行程动力头位移的装置。
背景技术：
随着地质勘探事业的发展，近年来长行程的液压或全液压动力头式钻机在固体矿 床勘探和工程勘察领域大量普及。液压或全液压动力头式钻机，适用于金刚石绳索取心、冲 击回转、定向钻进、反循环连续取心、取样等多种高效钻探工艺，也可用于水井、锚固钻进工 艺；液压或全液压动力头式钻机操作灵活、自动化程度高、适用性强，代表了岩心钻探钻机 的方展方向，但是国内至今还未见到可用于野外恶劣环境的动力头长行程位移检测装置， 而传统立轴式钻机卡盘的位移行程短，只有60 120cm，立轴式钻机卡盘小位移检测方法 已无法满足行程可达3 6m以上的液压动力头长行程检测要求。针对这一不足，必须研制 一种可以检测长行程动力头位移的装置，以满足液压或全液压动力头长行程检测的需求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、使用方便、反应灵敏、检测精 度高，位移检测范围广的长行程动力头位移检测装置，使之能在野外恶劣的环境中也具有 可靠和精确的检测特性。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种长行程动力头位移检测 装置，包括同步带轮、同步带、张紧机构、转轴、转轴板、增量编码器和信号处理�？椋涣礁� 同步带轮分别安装在两个转轴中，转轴通过轴承固定在转轴板上，转轴板固定在桁架上，待 测动力头安装在桁架上且通过滚轮沿着桁架上的滑道上下移动，同步带绕在两个同步带轮 上，一端直接连接在动力头上，另一端通过张紧机构连接到动力头上；增量编码器同心地安 装在一个转轴中，增量编码器的输出端与信号处理�？榱�。所述待测动力头通过滚轮沿着桁架上的滑道上下移动带动同步带位移，同步带位 移带动同步带轮、转轴和增量编码器的转轴的旋转，并在增量编码器输出端输出A、B、Z三 相脉冲信号，输出的信号中A、B相相差90度，编码器旋转一周Z相输出一个脉冲。本装置是根据钻机结构和钻探工艺的要求，将动力头的长行程线位移转变为同步 带轮的角位移进行检测的，因此，本装置采用了将增量编码器的转轴同心地安装在同步带 轮的转轴中设计，这样当动力头上下移动时，带动同步带上下移动，同步带带动同步带轮旋 转，同步带轮的转轴使增量编码器的转轴同步旋转，在增量编码器输出端输出A、B、Z三相 脉冲信号，其中A、B相相差90度，Z相则在编码器旋转一周时输出一个脉冲，通过信号处理 �？槎员嗦肫鞯氖涑鲂藕沤姓ㄐ�、辩向、加减计数后，可以计算出同步带轮的角位移， 再根据同步带轮的分度圆直径与角位移，可以计算出动力头的线位移。本实用新型所使用的增量编码器可以是高精度光或磁栅增量编码器，将角位移转 变为电信号脉冲，所采用信号处理�？榘卸员嗦肫鞯氖涑鲂藕沤姓ㄐ�、辩向、加减计数的三个功能单元，本装置的增量编码器结合辩向和计数电路等实现动力头长行程的检 测。本实用新型长行程动力头位移检测装置具有如下优点1、本实用新型通过同步带轮、同步带、增量编码器和信号处理�？榈冉ν返� 长行程线位移转变为角位移，通过间接测角位移的方法实现了长行程动力头位移的实时检 测，系统可靠性好，位移检测范围广。2、本实用新型的装置具有结构简单、制作成本低、使用方便、同时参数反应灵敏、 检测精度高等特性，完全能满足野外恶劣的钻探环境下应用的要求，是一种适合作为液压 或全液压动力头使用的长行程位移检测装置。
图1为本实用新型长行程动力头位移检测装置结构示意图。图2为图1中截取一段桁架后的右侧视结构示意图。图3为图1中同步带张紧机构的放大结构图。图中1为同步带轮，2为同步带，3为桁架，4为动力头，5为张紧机构，6为轮轴，7 为轮轴板，8为增量编码器，9为信号处理模块。
具体实施方式
实施例1 一种长行程动力头位移检测装置，其结构如图1、2所示，包括有同步带 轮1、同步带2、张紧机构5、转轴6、转轴板7、增量编码器8和信号处理�？�9 ；张紧机构的 结构参见3 ；所采用的信号处理模块9包含有对编码器的输出信号进行整波形E、辩向D、加 减计数C的三个功能单元。本装置检测沿着桁架上的滑道上下移动的动力头位移，将转轴板固定在桁架两 侧，转轴通过轴承固定在转轴板上，两个同步带轮分别安装在两个转轴中，同步带绕在两个 同步带轮上，一端直接连接在动力头上，另一端通过张紧机构连接到动力头上，在一个转轴 中同心地安装有增量编码器，增量编码器的输出信号与信号处理模块连接。实施例2 使用实施例1的长行程动力头位移检测装置测量动力头的行程位移，其 测量过程是当待测动力头4在桁架的滑道上作上下移动时带动同步带2移动，同步带移动 带动同步带轮1及转轴6旋转，使增量编码器8的转轴同步旋转，在增量编码器输出端输出 A、B、Z三相脉冲信号。在增量编码器8输出的A、B、Z三相脉冲信号中，A、B相相差90度，Z相在编码器 旋转一周时输出一个脉冲；信号处理�？�9对编码器的输出信号经过整波形单元E进行整 形、经辩向单元D、加减计数单元C计数后，可以计算出同步带轮1的角位移，这样将待测动 力头的长行程线位移转变为同步带轮的角位移，再根据同步带轮的分度圆直径与角位移， 可以计算出动力头的线位移，完成动力头的长行程位移检测。本实用新型长行程动力头位移检测装置具有结构简单、制作成本低、使用方便可 靠，参数反应灵敏、检测精度高，位移检测范围广等特性，是一种能适应在野外恶劣的环境 中使用的长行程动力头位移检测装置。
权利要求一种长行程动力头位移检测装置，其特征在于包括同步带轮、同步带、张紧机构、转轴、转轴板、增量编码器和信号处理�？椋涣礁鐾酱址直鸢沧霸诹礁鲎嶂校嵬ü岢泄潭ㄔ谧岚迳希岚骞潭ㄔ阼旒苌希舛ν钒沧霸阼旒苌锨彝ü雎盅刈盆旒苌系幕郎舷乱贫酱圃诹礁鐾酱稚希欢酥苯恿釉诙ν飞希硪欢送ü沤艋沽拥蕉ν飞希辉隽勘嗦肫魍牡匕沧霸谝桓鲎嶂校隽勘嗦肫鞯氖涑龆擞胄藕糯砟？榱印�
2.根据权利要求1所述的长行程动力头位移检测装置，其特征在于所述待测动力头 通过滚轮沿着桁架上的滑道上下移动带动同步带位移，同步带位移带动同步带轮、转轴和 增量编码器的转轴的旋转，并在增量编码器输出端输出A、B、Z三相脉冲信号，输出的信号 中A、B相相差90度，编码器旋转一周Z相输出一个脉冲。
专利摘要本实用新型涉及一种长行程动力头位移检测装置，包括有同步带轮、同步带、张紧机构、转轴、转轴板、增量编码器和信号处理�？椋酱职沧霸谧嶂校嵬ü岚骞潭ㄔ阼旒苌希酱圃诹酵酱稚希欢酥苯佑氪舛ν妨樱硪欢送ü沤艋沽拥蕉ν飞希隽勘嗦肫魍牡匕沧霸谝桓鲎嶂校嗦肫鞯氖涑龆擞胄藕糯砟？榱�。本装置将动力头的长行程线位移转变为同步带轮的角位移，由编码器测出同步带轮的角位移，再由同步带轮的分度圆直径与角位移计算出动力头的直线位移。本装置结构简单、成本低、使用方便可靠，参数反应灵敏、检测精度高，是一种适合作为液压或全液压动力头位移检测装置。
文档编号G01B11/02GK201637389SQ20102003945
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者卢春华, 张 杰, 张涛, 方俊, 邵春, 鄢泰宁 申请人:中国地质大学(武汉)
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