CN100520278C

CN100520278C - 探测可移动导向部件位置的装置

Info

Publication number: CN100520278C
Application number: CNB2005100917079A
Authority: CN
Inventors: E·莫拉特
Original assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Current assignee: Liebherr Werk Ehingen GmbH
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2025-08-04
Also published as: CN1734226A

Abstract

本发明涉及探测可移动导向部件位置的装置，所述装置包括接近传感器，所述传感器提供一种输出信号，后者是位于接近传感器前面的物体的距离的量度，并且所述装置还包括设置在可移动导向部件上的至少一个转发器，这样设计接近传感器，使得可以读出存储在转发器上的数据。

Description

探测可移动导向部件位置的装置

技术领域

本发明涉及用于探测可移动导向部件位置的装置，所述装置包括接近传感器，所述传感器提供一种输出信号，所述输出信号是位于所述接近传感器前面的物体的距离的量度。

背景技术

例如从DE 19,830,981 C1可知这种装置。在所述参考文献中公开的接近传感器用于探测例如起重机的可移动导向部件的预定位置。例如，当延长套筒式起重臂的长度时，必须监视和控制所需液压缸的运动，且必须探测栓接套筒式起重臂各个长度的螺栓的位置。在已知装置中，利用A-D变换器将接近传感器的输出信号转换成数字输出值，并将所述输出值和参考阈值进行比较，当数字输出值超出允许的参考阈值时(这是利用评估单元来检查的)，就产生误差消息。在A-D变换器中信号错误转换或数字输出值和参考阈值错误匹配的情况下，就可能不产生误差消息，虽然此时接近开关的工作并不正确。在以下情况下同样不产生误差消息：接近传感器工作不正确，使得接近传感器的工作与可移动导向部件的位置无关，因而总是提供相同的输出信号，其数字值在容差范围之内。

发明内容

所以本发明的目的是研发一种上述装置，使得接近开关的功能检查得到改进。

所述目的是通过具有本发明的特征的装置来解决的。本发明的探测可移动导向部件位置的装置是利用一种接近传感器，所述接近传感器提供一种输出信号，所述输出信号是位于接近传感器前面的物体的距离的量度，本发明的装置还包括设置在可移动导向部件上的至少一个转发器，并且接近传感器设计成可以读出存储在转发器上的数据。根据从转发器接收到的信息，可以检查接近传感器的工作是否正确。这样，例如采用DE 19830981 C1中所述的方法并且根据接近传感器和转发器之间的通信，可以实施接近开关的功能检查。按照本发明的优选方面，可以利用两种不同的测量方法来进行开关的功能检查。这就增加了安全性和诊断覆盖程度，从而实现较高的安全等级。

接近传感器最好是按照阻尼LC振荡器原理工作的感应式传感器。

有利的是，接近传感器包括振荡电路和控制所述振荡电路的处理器，利用所述处理器，振荡电路可以以第一频率工作，在此频率下，接近传感器用于探测位置，并且振荡电路还可以以第二频率或调制频率工作，在此频率下，接近传感器用于和转发器通信。感应式接近传感器包括谐波振荡器，所述谐波振荡器利用传感器线圈(是振荡电路的一部分)产生高频交变场。当金属进入传感器线圈的交变场时，由于产生涡流使得能量被从系统中抽出，致使振荡幅度变小。在随后的电子单元中估算所述结果电流变化。于是产生连续的输出信号，此信号就是物体距传感器测量表面的距离的量度。按照本发明，接近传感器还用于和转发器通信。为此，接近传感器可以以第二频率或对第一频率调制的频率工作。这个频率用于接近传感器和转发器之间的通信，这种通信用于从转发器读出数据，而且，按照本发明的优选方面，用于将数据写入转发器的存储器中。

因此，按照本发明的又一个方面，转发器是可读出和可写入的。转发器可以是有源或无源转发器。例如，转发器可以设计成以感应的方式起作用的转发器。

当存储在转发器中的数据是关于可移动导向部件时就特别有利。数据例如可以是识别号、系列号、质量数据以及有关制造商的数据。

本发明特别有利的一种应用来自于以下事实：存储在转发器中的数据包括有关可移动导向部件的历史数据，具体地说，有关分配到所述部件上的总体负载的数据。这样，就有可能存储并扫描分配到起重机臂长度上的总体负载，这可以是转发器分配到可移动导向部件的结果。在使用过的装置的情况下，例如用过的起重机，利用存储在转发器中的数据就可以找出有关分配到各个部件上的总体负载的线索，这些线索就构成了确定装置剩余数值的基础。

按照本发明的又一个方面，提供了第一评估单元，它把接近传感器的输出数值或由其推导出的数值和参考数值进行比较。而且，提供了第二评估单元，它把转发器的响应信号和参考信号进行比较，当输出值和参考值之差超过极限值或当转发器的响应信号与参考信号不相对应时，就产生误差消息。第一和第二评估单元可以是同一个部件。

原则上，所述评估单元有可能构成和接近开关适当连接的部件。也有可能在接近开关自身中进行所述评估，因而将接近开关相应地设计成智能部件。按照本发明的又一个方面，所述第一或第二评估单元或二者可相应地集成到所述接近开关中。

而且，本发明还提出从接近传感器输出值导出的数值是数字输出值，所以提供了模数转换器，将接近传感器的输出值转换为数字值。

接近传感器最好通过总线与控制单元连接。当总线地址是由转发器自动分配时特别有利。而且，本发明的一个有利方面在于：可以根据存储在转发器中的数据自动地把接近开关分配到安装地点。这样就有可能在所需安装地点设置接近传感器或开关，这些传感器原先尚未被分配到某一安装地点并且相应地尚未分配有参数。安装接近开关后，可以识别关联的转发器，因而接近开关被自动地分配到所述相应的安装地点。可以从中央控制单元读出接近开关或传感器的关联的参数并将其分配给所述传感器或开关，所述关联的参数包括例如开关距离、开关阈值、以及其它功能。由转发器自动分配总线地址也是如此。所以，也可以先不分配地址给接近传感器，然后利用转发器自动分配总线地址。

原则上也可以这样分配总线地址，以便利用接近开关来扫描或读出转发器。在这种情况下，接近开关具有缺省地址。还可进行直接分配，这样特别有利。在这种情况下，接近开关没有缺省地址，因而独立地读出所述转发器。

附图说明

将参阅附图中图解说明的实施例说明本发明的其他细节和优点。

图1示出接近传感器以及带有转发器的开关部件的示意图。

具体实施方式

接近开关10包括接近传感器20，所述传感器按照阻尼LC振荡器的原理工作。在传感器线圈中(所述线圈是LC振荡电路的一部分)，谐波振荡器产生高频交变场。当用作阻尼表面的开关部件30被引入传感器线圈的交变场时，因产生涡流能量被从系统中抽出，致使振荡幅度变小。所导致的电流变化在随后的电子单元中进行评估。

图1中所示的开关部件30有三个优选位置，或元件1、2、3。图1中，接近传感器20处在可以确定传感器20的测量表面距元件2的距离的位置。元件1、2、3可以包括转发器。除了元件1、2、3之外，还可以将转发器设置在开关部件30上。

接近传感器20在其测量范围内提供连续的输出信号，所述信号用作位于接近传感器20前面的物体距离的量度。接近传感器20用来探测可移动导向开关部件30的预定位置。这样设计开关部件30，以便至少在预定位置上改变所述输出信号。

在开关部件30上设置转发器50，转发器50存储关于开关部件30的数据。这些数据例如可以是有关制造商的数据、标识号、系列号、质量数据以及分配到部件上的总体负载。

在开关部件30上，可以设置一个或多个转发器50。

如图1中还示出的，传感器20连接到处理器(MIC)40。处理器40这样控制传感器20，使得可以使用接近开关的常用方法，例如从DE19830981已知的方法。在这种工作方式下，传感器20用来探测传感器20和开关部件30的元件2之间的距离，或探测开关部件30的位置。传感器提供连续的输出信号，所述信号就是传感器20的测量表面和元件2之间距离的量度。本发明提出，最好这样设计可移动导向部件30，以便至少在预定位置上改变传感器20的输出信号。

此外，还设置A-D变换器(未示出)，后者将传感器20的输出信号转换为数字输出值。

此外，还设置评估单元，后者把所述数字输出值于存储的参考阈值进行比较以便探测位置，当数字输出值超出允许的参考阈值时就产生误差消息。

微处理器40还以另一种工作方式来控制传感器20，以便可以通过改变频率并且通过相应的调制来读出转发器数据以及对转发器50进行写入。相应地，可以在第二种工作方式下在传感器20和转发器50之间进行通信。

例如，这提供如下优点，即，可以利用两种不同的测量方法来检查接近开关10的功能。这就增加了安全性和诊断覆盖程度，从而实现较高的安全等级。

可以设想：例如，传感器20发送指定信号到转发器50并从转发器50取回或读出规定的信号。如果所述识别过程不能成功完成，那么，可以提出在评估单元中作出决定并产生误差消息。

例如转发器50可以是以感应方式起作用的转发器。

如图1中所示，微处理器40与总线60相连接。总线60将处理器40连接到控制单元(未示出)，所述控制单元可以例如设计成中央计算机。

如图1中所示，接近开关10包括电源、附加的光学输出端以及用于与中央计算机连接的总线。

将接近开关10安装到安装地点后，接近开关10或其传感器20探测转发器50并接收来自所述转发器的关于安装地点的信息。所述信息被转发到控制单元，并且将诸如开关距离、开关阈值以及其它功能等参数分配到接近开关10。

总线地址的分配也是如此。由于有了转发器50，所以有可能在传感器20探测到转发器50后自动分配总线地址。

本发明特别有利的方面在于将转发器特性用于实现存储分配到部件上的总体负载。为此，转发器的存储器必须是可读出和可写入的。由于将转发器分配到可移动导向部件，例如起重机臂的长度，所以有可能获得相应部件的以前负载、负载峰值等等信息，例如在必须评估使用过的部件时这些信息是很重要的。

由于在开关部件上有转发器的缘故，本发明不仅可以探测开关部件的距离和位置，还可以对其进行识别。

Claims

1.一种探测可移动导向部件(30)的位置的装置，所述装置包括接近传感器(20)，所述接近传感器(20)提供一种输出信号，所述输出信号是位于所述接近传感器(20)前面的物体(2)的距离的量度，所述装置还包括设置在所述可移动导向部件(30)上的至少一个转发器(50)，这样设计所述接近传感器(20)，以便利用所述接近传感器(20)读出存储在所述转发器(50)上的数据，并且又包括评估单元，配置成能够评估所述接近传感器(20)的所述输出信号和由所述接近传感器(20)接收的至少一个转发器(50)信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述接近传感器(20)包括振荡电路，并且设置用于控制所述振荡电路的处理器(40)，利用所述处理器，所述振荡电路可以以第一频率工作，在所述第一频率下所述接近传感器(20)用于探测位置，并且所述振荡电路可以以第二频率工作，在所述第二频率下所述接近传感器用于与所述转发器(50)通信。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述转发器(50)是可读出和可写入的。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述转发器(50)是无源转发器，或者所述转发器(50)是有源转发器。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：存储在所述转发器(50)中的数据包括所述可移动导向部件(30)的识别号、系列号、质量数据以及有关制造商的数据。

6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：存储在所述转发器(50)中的数据包括有关所述可移动导向部件(30)的历史的数据，包括分配到所述部件(30)上的总体负载。

7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述评估单元包括第一评估单元，它把所述接近传感器(20)的输出数值或由其推导出的数值和参考数值进行比较，以及所述评估单元还包括第二评估单元，它把所述转发器的响应信号和参考信号进行比较，当所述输出数值和参考数值之间的差值超过极限值或者当所述转发器的响应信号与所述参考信号不相对应时，产生误差消息。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述第一和第二评估单元由一个部件实现。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：从所述接近传感器(20)的输出值导出的数值是数字值，并且设置模数转换器，所述模数转换器将所述接近传感器(20)的输出值转换为数字值。

10.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：设置控制单元，所述控制单元连接到包括所述接近传感器(20)的接近开关(10)。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：所述连接是通过总线(60)实现的。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于：所述总线地址是根据存储在所述转发器(50)中的所述数据自动分配的。

13.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于：包括所述接近传感器(20)的接近开关(10)是根据存储在所述转发器(50)中的所述数据被自动分配到安装地点的。

14.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述无源转发器是以感应方式起作用的转发器。