CN101708811B - 一种工程机械及其高度限位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工程机械的升降部件高度检测装置，包括均固定于升降部件上方的第一检测元件和本体(7)，所述本体(7)的内部安装有拉杆(2)；拉杆(2)位于升降部件的上方，并能够向靠近或远离第一检测元件的方向运动，拉杆(2)靠近第一检测元件的一端安装有第二检测元件；在升降部件达到安全高度的过程中，拉杆(2)在升降部件的作用下上升，第二检测元件自第一检测元件的感应距离外进入感应距离内，第一检测元件发出感应信号。当两检测元件位于适当的距离时，便能够实现高度检测，从而避免了第一检测元件和第二检测元件互相接触而产生的损坏，提高了装置的使用寿命和可靠性。本发明还公开了一种包括上述升降部件高度检测装置的工程机械。

Description

一种工程机械及其高度限位装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种用于工程机械的高度限位装置。本发明还涉及一种包括上述高度限位装置的工程机械。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，各种用于升降重物的工程机械越来越广泛地应用于现代化建设的诸多领域中。

具有升降重物功能的工程机械，其上升高度一般均有限制，超过限定的高度时，可能对机械本身或者被升重物造成损坏。

起重机为应用较为广泛的升降机械。以起重机为例，当起重机的吊钩超过限定的高度时，吊钩在钢丝绳的作用下继续向上运动，会造成吊钩过卷，吊钩向某一侧倾斜，可能导致所吊重物与起重机的臂架等部件发生碰撞，从而造成吊钩、重物或者臂架等部件的损坏。因此，起重机的高度限位装置的主要作用是，当吊钩达到预定高度时通过与该高度限位装置连接的报警装置报警，从而避免吊钩过卷的发生，提高起重机的工作安全性。

一种典型的起重机用高度限位装置安装于起重主臂的臂头，该装置的开关由动、静触头构成，静触头通过常通电路与报警装置连接，动触头的下端通过处于压缩状态的弹簧和拉线安装有重锤；当吊钩的位置未达到预定高度时，在重锤的拉力作用下，动、静触头分离，装置的电路断开，报警装置处于非工作状态；当吊钩的位置达到预定高度位置，吊钩托起重锤，重锤对拉线和弹簧的作用力消失，由于弹簧处于压缩的状态，则弹簧对动触头具有向上的弹性力，从而使得动、静触头接触，电路连通并启动报警装置。

上述高度限位装置的开关为接触式的电气开关，在动触头和静触头的接触时，很容易产生电火花，久之会导致触点部分发生烧结粘连，造成装置的误报警；并且，重锤在高空野外作业时受到风力或者一些不可预测力的影响会产生空间摇摆的状况，在一定程度上会带动拉线的摆动，也可能造成触点接触而导致误报警，且重锤摆动而产生的不规则力作用于拉线和弹簧，容易造成拉线和弹簧的疲劳失效。综上所述，以上高度限位装置的工作可靠性较低，且使用寿命较短。

因此，如何提高高度限位装置的工作可靠性，并提高装置的使用寿命，就成为本领域技术人员亟须解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于工程机械的高度限位装置，其具有较高的工作可靠性和较长的使用寿命。本发明的另一目的是提供一种包括上述高度限位装置的工程机械。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于工程机械的高度限位装置，包括均固定于工程机械的升降部件的上方的第一检测元件和本体，所述本体活动支撑有拉杆；所述拉杆位于所述升降部件的上方，并能够向靠近或者远离所述第一检测元件的方向运动，所述拉杆靠近所述第一检测元件的一端安装有第二检测元件；在所述升降部件达到预定的安全高度的过程中，所述拉杆在所述升降部件的作用下上升，所述第二检测元件自所述第一检测元件的感应距离外进入感应距离内，所述第一检测元件发出感应信号；

所述本体与所述拉杆之间安装有回位部件，所述回位部件对所述拉杆的作用力小于所述拉杆的重力，且所述作用力的方向向上；

所述回位部件为始终处于压缩状态的弹簧；在拉杆内部开设一个空腔，将弹簧放置于该空腔中，弹簧的下端通过卡口安装在本体上，弹簧的上端通过卡口安装在拉杆上。

优选地，所述第一检测元件为磁感应探头，所述第二检测元件为磁感元件。

优选地，所述第一检测元件为超声检测仪，所述第二检测元件为超声发射元件。

优选地，所述本体具有开设有轴向通孔的底座，所述拉杆的底端穿过所述轴向通孔；所述底座的内壁开设有轴向延伸的行程槽，所述拉杆上的凸块沿所述行程槽运动。

优选地，所述行程槽为沿所述底座内壁的周向设置的环形槽，所述凸块为沿所述拉杆周向设置的环形块。

优选地，所述拉杆的下端安装有重锤。

本发明还提供一种工程机械，包括上述任一项所述的高度限位装置。

优选地，所述工程机械具体为起重机。

本发明所提供的高度限位装置用于工程机械，包括均固定于升降部件上方的第一检测元件和本体，该本体活动支撑有拉杆；拉杆位于升降部件的上方，并能够向靠近或者远离第一检测元件的方向运动，拉杆靠近第一检测元件的一端安装有第二检测元件；在升降部件达到预定的安全高度的过程中，拉杆在升降部件的作用下上升，第二检测元件自第一检测元件的感应距离外进入感应距离内，第一检测元件发出感应信号。

当工程机械的升降部件超过预定高度时，拉杆相对于本体向上运动，第一检测元件与第二检测元件的距离小于或者等于预定距离，此时，第二检测元件自第一检测元件的感应距离外进入其感应距离内，第一检测元件发出感应信号。这样，当第一检测元件和第二检测元件之间具有适当距离时，第一检测元件即能够向外发出信号，提示升降部件的高度超标，从而避免了第一检测元件和第二检测元件互相接触而产生的损坏，提高了装置的使用寿命；同时由于工作过程中的第一检测元件和第二检测元件不发生接触，不会产生接触电火花，因此，避免了触点粘连而导致的误报警，从而提高了装置的可靠性。

在一种优选的实施方式中，本发明所提供的底座的内壁开设有轴向延伸的行程槽，并且拉杆的相应位置具有凸块，该凸块能够可选择地沿行程槽运动。这样，拉杆相对于底座只具有上下方向的自由度，而其他方向的自由度均被行程槽和凸块限制，从而避免了工作中拉杆摇摆而造成的误报警，进一步提高了装置的可靠性；同时，避免了拉杆摇摆而导致的零部件的疲劳破坏，从而进一步提高了装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明所提供高度限位装置一种具体实施方式的剖视示意图；

图2为本发明所提供高度限位装置位于上极限位置时的结构示意图；

图3为本发明所提供高度限位装置位于下极限位置时的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于工程机械的高度限位装置，其具有较高的工作可靠性和较长的使用寿命。本发明的另一核心是提供一种包括上述高度限位装置的工程机械。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供高度限位装置一种具体实施方式的剖视示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的高度限位装置用于工程机械，包括均固定于升降部件上方的第一检测元件和本体7，该本体7活动支撑有拉杆2；拉杆2位于升降部件的上方，并能够向靠近或者远离第一检测元件的方向运动，拉杆2靠近所述第一检测元件的一端安装有第二检测元件；在升降部件达到预定的安全高度的过程中，拉杆2在升降部件的作用下上升，第二检测元件自第一检测元件的感应距离外进入感应距离内，第一检测元件发出感应信号。

显然地，当升降部件退回到安全高度以下时，拉杆2能够在其自身重力或者其他辅助部件的作用下复位，以便使第二检测元件自第一检测元件的感应距离以内退至感应距离以外。

具体地，上述第一检测元件发出的信号可以出送至报警装置1，当第二检测元件自第一检测元件的感应距离外进入其感应距离内时，第一检测元件将信号传送至报警装置1，报警装置1收到信号后报警，并通过工作人员对机器的动作进行控制和操作。

上述第一检测元件发出的信号也不局限于发送至报警装置1，也可以将该信号直接传送至控制元件，并通过控制元件直接控制机器的动作。

上述工程机械可以为起重机，本发明所提供的高度限位装置应用于起重机时，其可以通过本体7安装于起重机的主臂的末端，也可以安装于其他需要高度限制的位置。当吊钩上升而达到或者超过预定高度时，拉杆2相对于本体7向上运动，从而通过第二检测元件和第一检测元件的作用实现报警。本发明所提供的高度限位装置不局限于应用于起重机，也可以应用于升降机等需要涉及到高度限位的各种工程机械设备中。

上述本体7应具有足够的内部空间，以容纳拉杆2、第二检测元件、第一检测元件等多个零部件。本体7可以选用防护等级较高的钢材料，也可以为普通的金属材料。本体7可以具有两部分，即基础部分和顶盖，将以上各部件安装于基础部分中后，盖上顶盖，既有较为稳定的防护功能，又能够实现较为方便的安装。本体7可以通过焊接的方式固定于工程机械的本体的适当位置，也可以采用本领域中较为常规的固定连接方式将其固定于工程机械的本体。上述拉杆2安装于本体7内并能够相对于本体做轴向的往复运动，其具体安装方式请参考现有技术，在此不再赘述。

上述第一检测元件和第二检测元件之间的距离根据拉杆2高度的变化而变化，两者之间达到预定距离时，连通报警装置1并使其报警。上述预定距离可以根据实际工况的使用要求以及第一检测元件和第二检测元件的性质确定。

需要指出的是，当起重机处于非工作状态时，即使第二检测元件位于第一检测元件的感应距离内，而由于起重机处于关机状态，该高度限位装置处于失电的不工作状态，因此此时控制元件不会发出信号，上述报警装置1不会报警。

现以起重机为例介绍该高度限位装置的工作过程，且在该实施例中，第一检测元件发出的感应信号传动至报警装置1。起重机在工作中，其吊钩在钢丝绳的拉动下逐渐升高，当吊钩的高度低于指定高度时，吊钩与拉杆2具有一定的距离，拉杆2在其自身重力的作用下自然下垂，第一检测元件与第二检测元件之间的距离大于预定距离，报警装置处于截止状态；当上升至某一指定高度时，与该高度限位装置的拉杆2相接触，并推动拉杆2向上运动，从而使得安装于拉杆2上的第一检测元件或者第二检测元件随拉杆2向上运动，第一检测元件与第二检测元件之间的高度距离逐渐缩小，当第一检测元件与第二检测元件之间的高度距离缩小至小于或者等于预定距离时，警报装置1连通并发出超高报警。

这样，当第一检测元件和第二检测元件之间具有一定距离时，报警装置1即被连通并报警，从而避免了第一检测元件和第二检测元件互相接触而产生的损坏，提高了装置的使用寿命；同时由于工作过程中的第一检测元件和第二检测元件不发生接触，不会产生接触电火花，因此，避免了触点粘连而导致的误报警，从而提高了装置的可靠性。

请继续参考图1，本发明所提供的高度限位装置还可以包括回位部件，该回位部件安装于本体7与拉杆2之间，并能够可选择地推动拉杆2相对于本体7向上运动。仍以起重机为例，当吊钩与拉杆2的底端相接触并将其支撑时，吊钩对拉杆2的支撑力与拉杆2自身的重力相平衡，拉杆2在回位部件的推动下向上运动，从而无需吊钩对拉杆2继续推动就能够实现拉杆2的自动回位，提高了高度限位装置的敏感程度。

显然地，上述回位部件对拉杆2的推动力应小于拉杆2的重力，以保证起重机在正常工作状态时拉杆2不会被回位部件拉回而导致误报警。

上述回位部件可以为始终处于压缩状态的弹簧4。在正常的工作状态，弹簧4处于压缩状态，当吊钩将拉杆2托起，拉杆2的重力与吊钩对其的支撑力相平衡，弹簧4释放其压缩力，推动拉杆2回位。弹簧4结构简单，成本较低，从而在满足使用要求的条件下，降低了装置的成本。

上述弹簧4的设置方式可以为，在拉杆2内部开设一个空腔，将弹簧4放置与该空腔中，弹簧4的下端通过卡口安装在高度限位器上，弹簧4的上端通过卡口安装在拉杆2上。

上述弹簧4的设置方式也不局限于上述具体方式，也可以为其他具体设置方式，在此不做限定。

上述回位部件也不局限于弹簧4，也可以是其他能够起到相同作用的零部件或者机构。

上述第一检测元件可以为磁感应探头5，相应地，第二检测元件为磁感元件6。磁感应材料应用较为广泛，且使用成本和维护成本较高，在使用过程中不易受到工作环境的限制，具有较高的感应灵敏性和使用可靠性。

上述第一检测元件也不局限于磁感应探头5，相应地，第二检测元件也不局限于磁感元件6。还可以为其他能够发射信号、接受信号的传感器装置。

例如，上述第一检测元件可以为超声检测仪，相应地，第二检测元件为超声发射元件。此时，上述回位部件可以为分别安装于超声检测仪和超声发射元件上的磁性相反的磁片，以便通过两磁片的引力拉动超声发射元件可选择地靠近所述超声监测仪。显然地，两磁片之间的引力应小于拉杆2的重力，以保证在正常状态下拉杆2不会被磁片之间的磁力吸上去。

需要指出的是，当上述第一检测元件为磁感应探头5，第二检测元件为磁感元件6时，其回位部件一般不能够选用分别粘贴两磁片的方式，以避免磁力之间的相互影响。而当第一检测元件为超声检测仪，第二检测元件为超声发射元件时，回位部件也可以为始终处于压缩状态的弹簧4。

还可以对本发明所提供的高度限位装置进行进一步的改进。

请参考图2和图3，并请一并参考图1；图2为本发明所提供高度限位装置位于上极限位置时的结构示意图；图3为本发明所提供高度限位装置位于下极限位置时的结构示意图。

在另一种具体实施方式中，上述本体7具有开设有轴向通孔的底座3，拉杆2的底端穿过轴向通孔；底座3的内壁开设有轴向延伸的行程槽31，拉杆2上的相应位置具有凸块21，该凸块21能够沿行程槽31运动。这样，拉杆2相对于底座3只具有上下方向的自由度，而其他方向的自由度均被行程槽31和凸块21限制，从而避免了工作中拉杆2摇摆而造成的误报警，进一步提高了装置的可靠性；同时，避免了拉杆2摇摆而导致的零部件的疲劳破坏，从而进一步提高了装置的使用寿命。

上述行程槽31为沿底座3内壁的周向设置的环形槽，凸块21为沿拉杆2周向设置的环形块，以提高自由度限制的可靠性。显然地，上述行程槽31并不局限于沿底座3的一周开设，其可以沿底座3的轴向均匀地开设有多个，例如可以为两个或者四个；相应地，凸块21也不局限于环形块，凸块21的数量应与行程槽31的数量相同。

上述行程槽31处于上极限位置时，第二检测元件和第一检测元件之间的距离H1应处于预定高度的范围之内，也即此时报警装置1是处于连通并报警状态的；而当行程槽31处于下极限位置时，第二检测元件和第一检测元件之间的距离H2应处于预定高度的范围之外，也即此时报警装置1是处于非报警状态的。

在本发明中，第一检测元件和第二检测元件之间的感应距离需考虑到感应误差的问题，并根据实际工况的要求允许适当误差的存在。

上述拉杆2的下端可以安装有重锤22，这样，吊钩与重锤22接触而并非直接与拉杆2相接触，提高了拉杆2的使用寿命，并且增加重锤22提高了拉杆2的重量，提高了装置非工作状态时的可靠性，避免了误报警。

拉杆2的下方可以加工成环形，上述重锤22可以通过拉绳悬挂于拉杆2下方的环形部分。

仍以起重机为例，本发明所提供的高度限位装置安装于大臂的前端，当大臂处于正常工作状态时，上述重锤22是自然垂下的，并通过重锤22的质量将高度限位装置的拉杆2上的第二检测元件拉离第一检测元件的感应距离，此时高度限位装置是处于不报警状态的；而当吊钩上升至一定高度后，吊钩托起重锤22，拉杆2只受弹簧4的向上的弹力作用，从而通过弹簧4将拉杆2推至感应距离内，此时该高度限位装置处于报警状态。

除了上述高度限位装置，本发明还提供一种包括上述高度限位装置的工程机械，该工程机械的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。

具体地，上述工程机械可以为起重机。

需要指出的是，本文以上的论述多以起重机为例，但是，上述工程机械不局限于起重机，也可以为升降机等具有重物起吊功能或者包括升降部件的机械设备。

以上对本发明所提供的一种工程机械及其高度限位装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于工程机械的高度限位装置，其特征在于，包括均固定于工程机械的升降部件的上方的第一检测元件和本体(7)，所述本体(7)内安装有拉杆(2)；所述拉杆(2)位于所述升降部件的上方，并能够向靠近或者远离所述第一检测元件的方向运动，所述拉杆(2)靠近所述第一检测元件的一端安装有第二检测元件；在所述升降部件达到预定的安全高度的过程中，所述拉杆(2)在所述升降部件的作用下上升，所述第二检测元件自所述第一检测元件的感应距离外进入感应距离内，所述第一检测元件发出感应信号；

所述本体(7)与所述拉杆(2)之间安装有回位部件，所述回位部件对所述拉杆的作用力小于所述拉杆的重力，且所述作用力的方向向上；

所述回位部件为始终处于压缩状态的弹簧(4)；在拉杆(2)内部开设一个空腔，将弹簧(4)放置于该空腔中，弹簧(4)的下端通过卡口安装在本体(7)上，弹簧(4)的上端通过卡口安装在拉杆(2)上。

2.根据权利要求1所述的高度限位装置，其特征在于，所述第一检测元件为磁感应探头(5)，所述第二检测元件为磁感元件(6)。

3.根据权利要求1所述的高度限位装置，其特征在于，所述第一检测元件为超声检测仪，所述第二检测元件为超声发射元件。

4.根据权利要求1至3任一项所述的高度限位装置，其特征在于，所述本体(7)包括开设有轴向通孔的底座(3)，所述拉杆(2)的底端穿过所述轴向通孔；所述底座(3)的内壁开设有轴向延伸的行程槽(31)，所述拉杆(2)上的凸块(21)沿所述行程槽(31)运动。

5.根据权利要求4所述的高度限位装置，其特征在于，所述行程槽(31)为沿所述底座(3)内壁的周向设置的环形槽，所述凸块(21)为沿所述拉杆(2)周向设置的环形块。

6.根据权利要求5所述的高度限位装置，其特征在于，所述拉杆(2)的下端安装有重锤(22)。

7.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的高度限位装置。

8.根据权利要求7所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械具体为起重机。

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