專利名稱：在齒輪箱中用于定位的傳感器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在齒輪箱中的傳感器組件。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代巖石鉆機(jī)上要測量鉆臂的位置，以便有可能通過使用自動(dòng) 控制能在巖石的正確部位鉆孔。當(dāng)測量鉆孔的位置時(shí)，要測量鉆臂每 個(gè)接合點(diǎn)和鉆臂任一伸縮運(yùn)動(dòng)的角度。鉆臂通常具有五至六個(gè)接合點(diǎn)， 為此必須以高度精確性進(jìn)行測量，以便能夠計(jì)算將在何處鉆孔。
凡是使用齒輪箱以便在鉆臂的接合點(diǎn)獲得轉(zhuǎn)動(dòng)的那些實(shí)例中，通 常是對(duì)馬達(dá)輸入軸進(jìn)行測量來測量齒輪箱中的角度，由此乘以齒輪箱 的傳動(dòng)比。
使用傳感器組件對(duì)齒輪箱馬達(dá)輸入軸進(jìn)行測量而測量齒輪箱中的 角度所產(chǎn)生的問題是，沒有測量幾乎所有齒輪箱中存在的游隙，這意 味著，在要求高精度的應(yīng)用場合，必須使用沒有任何游隙的齒輪箱，
這導(dǎo)致要使用昂貴的齒輪箱，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)齒輪箱只具有大約0.3度的游 隙，這在定位時(shí)無法接受。
發(fā)明內(nèi)容
對(duì)齒輪箱馬達(dá)輸入軸進(jìn)行測量沒有測量幾乎所有齒輪箱中存在的 游隙的問題，通過本發(fā)明在齒輪箱中設(shè)置用于定位的傳感器組件而得 到解決，其中，傳感器組件包括相對(duì)于齒輪箱殼體固定的傳感器，并 且其中，齒輪箱殼體與齒輪箱輸出軸之間的角度使用固定到輸出軸上 的軸進(jìn)行測量，該輸出軸固定和連接到傳感器上。
通過傳感器組件包括在權(quán)利要求1中所述的特征獲得產(chǎn)生一種傳 感器組件的優(yōu)點(diǎn)，該傳感器組件測量齒輪箱中包括齒輪箱游隙的角度,
這樣同時(shí)提高了精確度，因?yàn)榭梢圆捎镁哂杏蜗兜慕?jīng)濟(jì)型齒輪箱來測 量鉆孔的位置。而且，使組件達(dá)到耐用，因?yàn)樵邶X輪箱的外側(cè)無需測 量輪或單獨(dú)測量齒。
下面參照附圖將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中
圖l表示巖石鉆機(jī)的示意圖，
圖2表示圖1中巖石鉆機(jī)上鉆臂的示意圖，
圖3概略表示本發(fā)明一種傳感器組件的第一實(shí)施例，以及
圖4概略表示本發(fā)明一種傳感器組件的第二實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1表示巖石鉆機(jī)2的示意圖，該巖石鉆機(jī)2包括鉆臂4、推進(jìn) 器6和切割刀頭8。巖石鉆機(jī)2可由操作人員經(jīng)電纜(未示出)或通 過無線裝置進(jìn)行遙控，但也可由位于巖石鉆機(jī)2上駕駛室10中的操作 人員控制。操作人員可手動(dòng)地、自動(dòng)地或半自動(dòng)地控制巖石鉆機(jī)2。 當(dāng)操作人員想要使用巖石鉆機(jī)2在巖石12上鉆孔時(shí)，重要的是將推進(jìn) 器6的切割刀頭8能夠相對(duì)于巖石12定位在正確位置和正確的角方 位，以便產(chǎn)生所需的孔，特別是當(dāng)幾個(gè)孔將要彼此平行地鉆到巖石12 中時(shí)，例如當(dāng)鉆一隧道通過山時(shí)發(fā)生的那樣。
圖2表示圖1中巖石鉆機(jī)2上的鉆臂4的示意圖。根據(jù)這個(gè)實(shí)施 例，鉆臂4具有五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度Z1、 Z2、 Z4、 Z5、 Z6、在鉆臂4伸 縮部分的伸縮自由度Z3以及以推進(jìn)運(yùn)動(dòng)形式和用于活動(dòng)推進(jìn)器6推 進(jìn)的附加伸縮自由度Z7。當(dāng)測量鉆孔位置時(shí)， 一方面要在具有轉(zhuǎn)動(dòng)自 由度Z1、 Z2、 Z4、 Z5、 Z6的鉆臂4的每個(gè)接合點(diǎn)，即可能發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 的每個(gè)接合點(diǎn)測量角度，并且另一方面，還要測量鉆臂4的任一伸縮 運(yùn)動(dòng)，也就是在鉆臂4上具有伸縮自由度Z3、 Z7各個(gè)部位的任一伸 縮運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施例中，齒輪箱14、 16用來實(shí)現(xiàn)在鉆臂4接合點(diǎn)中 的兩個(gè)3、 5的轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是調(diào)節(jié)鉆臂4兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度Z4、 Z5的角 度。
圖3概略表示本發(fā)明一種傳感器組件的第一實(shí)施例。該傳感器組 件包括相對(duì)于齒輪箱殼體18固定的傳感器20、推進(jìn)馬達(dá)22、齒輪箱 14、 16的輸入軸24、齒輪箱14、 16的輸出軸26、固定到輸出軸26 上穿過齒輪箱14、 16中心的軸28。在這個(gè)實(shí)施例中，齒輪箱14、 16 是行星齒輪，由此內(nèi)部太陽輪30、外部太陽輪32、行星小齒輪34、 36和行星小齒輪架38也示出在圖中。穿過齒輪箱14、 16中心的軸28 可以通過粘合、焊接、或機(jī)械固定，例如象采用花鍵或類似方式固定 到輸出軸26上。另一種作法是，可將穿過齒輪箱14、 16中心的軸28 固定到輸出軸26上，從而形成整體。在這個(gè)實(shí)施例中，推進(jìn)馬達(dá)22 是具有中心通孔40的中空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，穿過齒輪箱14、 16中心的軸 28可以穿過該中心通孔40。在圖中可以看到，軸28也穿過齒輪箱14、 16的輸入軸24。通過使用小型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，避免了推進(jìn)馬達(dá)22的側(cè) 向突出，這在推進(jìn)馬達(dá)22將要安裝在鉆臂4上時(shí)是有利的。通過使用 上述類型的齒輪箱14、 16，以便實(shí)現(xiàn)在鉆臂4，也就是齒輪箱14、 16 接合點(diǎn)的兩個(gè)中的轉(zhuǎn)動(dòng)，其中使用固定到輸出軸26上穿過齒輪箱14、 16中心的軸28來測量齒輪箱殼體18與齒輪箱14、 16輸出軸26之間 的角度，因此要得到一種在齒輪箱14、 16中測量包括齒輪箱14、 16 游隙角度的傳感器組件，該傳感器組件當(dāng)定位鉆臂4時(shí)在這些接合點(diǎn) 中產(chǎn)生高精確度。
圖4概略表示本發(fā)明一種傳感器組件的第二實(shí)施例。該實(shí)施例與 圖3所述的實(shí)施例不同之處僅在于，推進(jìn)馬達(dá)22布置成離開齒輪箱 14、 16的輸入軸24的中心，由此兩個(gè)齒輪42、 44布置成將轉(zhuǎn)矩從推 進(jìn)馬達(dá)22傳遞到齒輪箱14、 16的輸入軸24。
因此，本發(fā)明涉及一種在齒輪箱中用于定位的傳感器組件，其中， 該傳感器組件包括相對(duì)于齒輪箱殼體18固定的傳感器20，并且其中， 使用固定到輸出軸26且連接到傳感器20上的軸28來測量在齒輪箱殼 體18與齒輪箱14、 16的輸出軸26之間的角度。
當(dāng)使用齒輪箱定位時(shí)，重要的是具有用于轉(zhuǎn)動(dòng)的端部位置，使得
不會(huì)損壞軟管等。通過使用機(jī)械止動(dòng)裝置可以做到這點(diǎn)，但缺點(diǎn)是，
這種裝置必須牢固，以便吸收轉(zhuǎn)動(dòng)力，并且在>360度的轉(zhuǎn)動(dòng)下，實(shí)際 上難以產(chǎn)生端部位置止動(dòng)裝置足夠的空間。通過使用本發(fā)明的傳感器 組件，測量在鉆臂上設(shè)置的齒輪箱中的角度。由此可提供一種控制系 統(tǒng)，當(dāng)接近預(yù)編程的端部位置時(shí)，該控制系統(tǒng)接收關(guān)于實(shí)際角度的信 息并且降低齒輪箱馬達(dá)的動(dòng)力。通過在靠近端部位置逐步地降低馬達(dá) 動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)減小鉆臂上應(yīng)力的軟停機(jī)。如果想要例如對(duì)鉆臂的轉(zhuǎn)動(dòng)能 夠設(shè)定小的容許角度，以及鉆臂不能碰撞到例如位于巖石鉆機(jī)一側(cè)的 巖石表面或與巖石鉆機(jī)本身，也可對(duì)端部位置便利地進(jìn)行調(diào)整，這樣 提高了安全性。這是一種產(chǎn)生端部位置經(jīng)濟(jì)的方法，因?yàn)橐呀?jīng)測量了 用于定位的角度。因此，傳感器組件包括一種控制系統(tǒng)，當(dāng)齒輪箱14、 16接近預(yù)編程的端部位置時(shí)，該控制系統(tǒng)接收關(guān)于齒輪箱14、 16中 實(shí)際角度的信息并且降低至齒輪箱14、 16馬達(dá)22的動(dòng)力。
本發(fā)明的傳感器組件舉例說明被布置在巖石鉆機(jī)上鉆臂中的齒輪
也就是傳:器的角度傳感器在所述的實(shí)施例中優(yōu)選地^單轉(zhuǎn)傳感器， 因?yàn)槎嘤谝晦D(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)可能造成對(duì)軟管等的破壞，但在上述所需要的應(yīng) 用中，角度傳感器當(dāng)然可以設(shè)置為多轉(zhuǎn)傳感器。
權(quán)利要求
1.一種在齒輪箱中用于定位的傳感器組件，其中，傳感器組件包括相對(duì)于齒輪箱殼體(18)固定的傳感器(20)，其特征在于，使用固定到輸出軸(26)并連接到傳感器(20)上的軸(28)測量齒輪箱殼體(18)與齒輪箱(14、16)的輸出軸(26)之間的角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，固定到輸出 軸(26)并連接到傳感器(20)上的軸(28)穿過齒輪箱(14、 16) 的中心。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器組件，其特征在于，齒輪箱(14、 16)是行星齒輪。
4. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于， 固定到輸出軸(26)并連接到傳感器(20)上的軸(28)穿過連接到 齒輪箱(14、 16)的輸入軸上的齒輪箱推進(jìn)馬達(dá)(22)中的中心通孔(40)。
5. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于， 齒輪箱(14、 16)設(shè)置在采礦或施工機(jī)械中。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于， 齒輪箱(14、 16)設(shè)置成實(shí)現(xiàn)用于在巖石鉆機(jī)(2)上鉆臂(4)接合 點(diǎn)(3、 5)中轉(zhuǎn)動(dòng)自由度(Z4、 Z5)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
7. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于， 輸出軸(26)和固定到輸出軸(26)并連接到傳感器(20)上的軸(28) 形成一體。
8. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器組件，其特征在于， 傳感器組件包括一種控制系統(tǒng)，當(dāng)齒輪箱(14、 16)接近預(yù)編程的端 部位置時(shí)，該控制系統(tǒng)接收關(guān)于齒輪箱(14、 16)中實(shí)際角度的信息， 并且降低至齒輪箱(14、 16)的馬達(dá)(22)的動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在齒輪箱中用于定位的傳感器組件，其中，傳感器組件包括相對(duì)于齒輪箱殼體(18)固定的傳感器(20)，并且其中，使用固定到輸出軸(26)并連接到傳感器(20)上的軸(28)來測量齒輪箱殼體(18)與齒輪箱(14、16)輸出軸(26)之間的角度，因此要得到一種測量齒輪箱(14、16)中包括在齒輪箱(14、16)中游隙角度的傳感器組件，這樣同時(shí)提高了精確度，因?yàn)榫哂杏蜗兜凝X輪箱(14、16)可用于精確角度定位。
文檔編號(hào)E21B15/00GK101116041SQ200680004250
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者F·塞夫 申請(qǐng)人:阿特拉斯科普科鑿巖機(jī)股份公司