阅读说明：本技术 一种非接触式直行程气缸活塞定位装置 (Non-contact straight stroke cylinder piston positioning device ) 是由 李梦 刘扬 卜又亮 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种非接触式直行程气缸活塞定位装置,属于气缸定位技术领域；应用于对直行程气缸上的气缸活塞杆进行定位；所述定位装置包括：磁体、磁体固定装置以及行程测量装置；其中,所述磁体固定装置固定连接于气缸活塞杆上,所述磁体安装于磁体固定装置内部；所述行程测量装置包括：磁传感器、主控电路、显示电路以及通信电路；其中,所述磁传感器、显示电路以及通信电路分别与主控电路相连接；所述主控电路根据内置算法将磁传感器接收到的磁场数据与气缸活塞杆的运动位置一一对应,并且实时输出气缸活塞杆当前的位置信息；本发明具有能够在不改变气缸本体结构的基础上对气缸活塞进行定位的优点。(The invention discloses a non-contact straight stroke cylinder piston positioning device, belonging to the technical field of cylinder positioning; the positioning device is applied to positioning a cylinder piston rod on a straight stroke cylinder; the positioning device includes: a magnet, a magnet fixing device and a stroke measuring device; the magnet fixing device is fixedly connected to the piston rod of the air cylinder, and the magnet is arranged in the magnet fixing device; the stroke measuring device includes: the device comprises a magnetic sensor, a main control circuit, a display circuit and a communication circuit; the magnetic sensor, the display circuit and the communication circuit are respectively connected with the main control circuit; the master control circuit corresponds the magnetic field data received by the magnetic sensors to the motion positions of the piston rods of the air cylinders one by one according to a built-in algorithm and outputs the current position information of the piston rods of the air cylinders in real time; the invention has the advantage that the cylinder piston can be positioned on the basis of not changing the structure of the cylinder body.)

一种非接触式直行程气缸活塞定位装置

技术领域

本发明涉及气缸定位技术领域，尤其涉及一种非接触式直行程气缸活塞定位装置。

背景技术

直行程气缸是指能够引导活塞在缸体内进行往复运动的圆筒形金属机件。直行程气缸的行程指气缸活塞在缸内进行直线往复运动的运行距离；现有气缸大多采用行程开关判断气缸位置是否到达，但是不能够实时指示气缸活塞所处位置。

目前，能够指示气缸活塞位置的气缸，或将定位装置与气缸相连，或将传感器集成于气缸内部。定位装置与气缸相连，增加了设备体积且对安装要求较高；传感器集成于气缸内部，价格和维修成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种非接触式直行程气缸活塞定位装置，该定位装置具有能够在不改变气缸本体结构的基础上对气缸活塞进行定位的优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种非接触式直行程气缸活塞定位装置，应用于对直行程气缸上的气缸活塞杆进行定位；所述定位装置包括：磁体、磁体固定装置以及行程测量装置；其中，所述磁体固定装置固定连接于气缸活塞杆上，所述磁体安装于磁体固定装置内部；所述行程测量装置包括：磁传感器、主控电路、显示电路以及通信电路；其中，所述磁传感器、显示电路以及通信电路分别与主控电路相连接；

所述主控电路根据内置算法将磁传感器接收到的磁场数据与气缸活塞杆的运动位置一一对应，并且实时输出气缸活塞杆当前的位置信息；其中，所述内置算法包括将磁传感器检测到的磁场数据和气缸活塞杆位置信息对应的算法，即为：

其中，：气缸活塞的位置数据，H_磁场：磁场数据，a：系数，b：幂数，c：常数；

以及输出当前气缸活塞位置的算法，即为：

其中：：活塞当前位置，：气缸活塞的位置数据；

：应用环境中确定后采集得到的活塞起点位置数据；

：应用环境中确定后采集得到的活塞终点位置数据；

所述显示电路用于显示输出的气缸活塞当前的位置信息；所述通信电路用于将输出的气缸活塞的位置信息发送给各类终端。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述气缸本体结构包括直行程气缸以及其上的气缸活塞杆、磁体、磁体固定装置；所述气缸本体结构和气缸行程测量装置不相连接，且所述气缸本体结构与行程测量装置之间的安装距离位于磁传感器应用限值范围内。

进一步地，所述磁体固定装置固定连接于气缸活塞杆的尾部，并且不影响直行程气缸的功能。

进一步地，所述磁体为高度小于3mm的单个柱形磁体，所述磁体与磁传感器之间的感知直径小于10mm。

进一步地，所述磁体固定装置为非金属绝缘材料制成，且对所述磁体与磁传感器均不产生干扰。

进一步地，所述磁传感器为能够输出三维磁场量数据的磁传感器。

进一步地，所述磁场数据和气缸活塞杆位置信息的对应算法中，所述a、b和c的值是确定的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在不改变直行程气缸原有功能和内部结构的基础上，以非接触的形式实时获得直行程气缸活塞位置信息；与传统的气缸活塞定位装置相比，本方案对气缸结构的改变更小，易于安装，便于维修。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图中标记名称：直行程气缸1、气缸活塞杆2、磁体3、磁体固定装置4、磁传感器5、主控电路6、显示电路7、通信电路8。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

第一实施例：

请参阅图1，本实施例的一种非接触式直行程气缸活塞定位装置，应用于对直行程气缸1上的气缸活塞杆2进行定位；所述定位装置包括：磁体3、磁体固定装置4以及行程测量装置；其中，磁体固定装置4固定连接于气缸活塞杆2上，磁体3安装于磁体固定装置4内部；行程测量装置包括：磁传感器5、主控电路6、显示电路7以及通信电路8；其中，磁传感器5、显示电路7以及通信电路8分别与主控电路6相连接。

主控电路6根据内置算法将磁传感器5接收到的磁场数据与气缸活塞杆2的运动位置一一对应，并且实时输出气缸活塞杆2当前的位置信息；其中，所述内置算法包括将磁传感器5检测到的磁场数据和气缸活塞杆2位置信息对应的算法，即为：

其中，：气缸活塞的位置数据，H_磁场：磁场数据，a：系数，b：幂数，c：常数；

以及输出当前气缸活塞或气缸活塞杆2位置的算法，即为：

其中：：活塞当前位置，：气缸活塞的位置数据；

：应用环境中确定后采集得到的活塞起点位置数据；

：应用环境中确定后采集得到的活塞终点位置数据。

显示电路7用于显示输出的气缸活塞当前的位置信息；通信电路用于将输出的气缸活塞的位置信息发送给各类终端。

由此，应用环境确定后，采集一次气缸活塞移动的起止位置，得到气缸活塞移动的最大行程；当直行程气缸工作时，实时显示并发送气缸活塞当前的位置信息；需要说明的是，由于气缸活塞与气缸活塞杆2之间为固定连接，确定气缸活塞杆2的位置信息即气缸活塞的位置也被唯一确定。

本实施例中，气缸本体结构包括直行程气缸1以及其上的气缸活塞杆2、磁体3、磁体固定装置4和气缸行程测量装置不相连接，但需保证气缸本体结构与行程测量装置之间的安装距离位于磁传感器应用限值范围内。

其中，磁体固定装置4固定连接于气缸活塞杆2的尾部，并且不影响直行程气缸1的功能。

本实施例中，磁体3为高度小于3mm的单个柱形磁体，磁体3与磁传感器5之间的感知直径小于10mm。

其中，所述磁体固定装置4为非金属绝缘材料制成，且对磁体3与磁传感器5均不产生干扰。

本实施例中，磁传感器5为能够输出三维磁场量数据的磁传感器。

本实施例中，磁场数据和气缸活塞杆2位置信息的对应算法中，a、b和c的值是确定的。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。