CN101804945B - 一种单缸插销式伸缩臂装置及其臂节位置检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种臂节位置检测系统,用于检测具有至少两节臂节的单缸插销式伸缩臂装置的臂节位置,包括用于发射预定类型的第一信号、且分别安装于各节所述臂节(6)上的信号发射元件,第一信号随臂节的位置改变而变化;第一检测元件用于接收第一信号,且至少一个第一检测元件至少接收两个信号发射元件发出的第一信号,并发出与第一信号相应的第二信号;控制元件(3)用于接收所述第二信号,并根据预定策略输出臂节位置信号。由于至少一个第一检测元件至少能够接收两个信号发射元件发出的第一信号,从而简化了臂节位置检测系统的结构,使得系统的安装和调试均较为方便,同时,减少了臂节内元件和排线的数量,节约了臂节内部的空间。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域,特别涉及一种用于单缸插销式伸缩臂装置的臂节位置检测装置。本发明还涉及一种包括上述臂节位置检测装置的单缸插销式伸缩臂装置。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展,市场对于各种起重机的需求量日益增大;同时,随着工程机械行业的不断发展壮大,起重机也不断向着大吨位、超大吨位的方向发展,其整车的重量也随之不断增加,结构形式日趋庞大和复杂。伸缩臂是起重机的重要工作部件,起重机吊装均需通过伸缩臂完成,其优劣会在很大程度上影响起重机的使用性能。
在较大吨位的起重机中,一般采用单缸插销式伸缩臂装置。该种装置包括多节伸缩臂,相邻的伸缩臂之间可以通过臂销锁定,还包括伸缩油缸,伸缩油缸的缸筒具有缸销和插拔装置,缸杆末端固定在基本臂的臂尾;通过缸销与任一节伸缩臂之间可选择地连接,使缸筒与预定的伸缩臂固定,再使伸缩油缸伸缩,就可以实现任意相邻两节伸缩臂之间的相对位置的改变或定位。
先插缸销后打开臂销具体工作原理为:当需要伸缩臂相对于基本臂伸出时,缸销首先与末节臂节连接,而后使末节臂节与相邻臂节之间的臂销打开,其他各臂销均锁定,缸筒伸出,从而带动末臂节伸出;最末臂节达到预定的位置后,重新锁住末臂节与相邻臂节之间的臂销,缸销解锁,缸筒收回。重复以上过程,即可实现各臂节的依次伸出。显然地,在正常的工作状态下,各臂节分别通过臂销与其他臂节连接,或者通过缸销与油缸连接。以相同的原理可以实现各节伸缩臂相对于基本臂的缩回。
在上述单缸插销式伸缩臂装置(以下简称伸缩臂装置)的伸缩过程中,需要准确定位各节臂节的伸缩位置,以便准确地插入缸销或者拔出缸销,从而需要使用臂节位置检测系统时刻检测臂节所处的位置。一种典型的臂节位置检测系统包括若干检测开关和与检测开关一一对应的检测块,其中检测开关安装于油缸的缸筒上,且其数目与伸缩臂装置的臂节数目相同,各检测块分别安装于各节臂节的适当位置;在油缸的伸出过程中,其缸筒上的检测开关依次接收到检测块发出的信号,从而根据接收到的信号和预定策略得到检测块所在臂节的伸出位置,以便确定拔销和插销的时机。但是,当伸缩臂装置的臂节数目较多时,检测开关的数目较多,检测开关和检测块均集中在臂内的狭小空间中,各组检测开关和检测块在工作时相互之间的干涉较为严重,并且,在臂节节数较多时,臂节位置检测系统的结构较为复杂,安装和调试过程均比较困难。
因此,当伸缩臂装置中的臂节数目较多时,如何简化臂节位置检测系统的复杂程度,降低其安装和调试过程的难度,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单缸插销式伸缩臂装置的臂节位置检测系统,其结构较为简单,且安装和调试较为容易。本发明的另一目的是提供一种包括上述臂节位置检测系统的单缸插销式伸缩臂装置。
为解决上述技术问题,本发明提供一种臂节位置检测系统,用于检测具有至少两节臂节的单缸插销式伸缩臂装置的臂节位置,包括:信号发射元件,分别安装于各节所述臂节上,且用于发射预定类型的第一信号,所述第一信号随所述臂节的位置改变而变化;至少一个第一检测元件,用于接收所述第一信号,且至少一个所述第一检测元件至少接收两个所述信号发射元件发出的第一信号,并发出与所述第一信号相应的第二信号;控制元件,用于接收所述第二信号,并根据预定策略输出臂节位置信号;所述控制元件还包括第二检测元件,所述预定策略为:所述第二检测元件根据检测到的发射所述第一信号的所述信号发射元件的位置得到所述臂节位置信号。
优选地,所述第一检测元件为安装在所述单缸插销式伸缩臂装置的油缸的缸筒上的检测开关。
优选地,所述检测开关的数目为两个,分别安装于所述单缸插销式伸缩臂装置的油缸的缸筒的两侧。
优选地,所述信号发射元件分别安装于各所述臂节的臂尾中部。
优选地,相邻两所述信号发射元件分别向两个所述检测开关发射所述第一信号。
优选地,所述第二检测元件为安装于所述油缸的缸筒和缸杆之间的长度传感器,所述长度传感器通过检测所述油缸的伸出长度,检测所述第一检测元件的位置。
优选地,还包括安装在末臂节或与末臂节相邻的臂节上的臂节过伸检测元件,用于实时检测所述单缸插销式伸缩臂装置的油缸伸出至末节臂节时,所述油缸的伸出状态。
本发明还提供一种单缸插销式伸缩臂装置,包括上述任一项所述的臂节位置检测系统。
本发明所提供的臂节位置检测系统,用于包括至少两节臂节的单缸插销式伸缩臂装置,包括信号发射元件、至少一个第一检测元件和控制元件;其中,信号发射元件分别安装于单缸插销式伸缩臂装置的各节臂节上,且用于发射预定类型的第一信号,该第一信号随臂节的运动和位置的变化而变化;第一检测元件用于接收所述第一信号,且至少一个第一检测元件至少接收两个信号发射元件发出的第一信号,并发出第二信号;控制元件用于接收所述第二信号,并根据预定策略输出臂节位置信号。在单缸插销式伸缩臂装置伸出过程中,信号发射元件实时发出第一信号,且该第一信号随臂节的位置改变而变化,第一检测元件接收到上述第一信号后,向控制元件发出与第一信号相应第二信号,控制元件接收到第二信号并结合预定策略输出臂节的位置信号,当臂节处于不同的位置时,信号发射元件发出的第一信号不同,则第一检测元件输出的与该第一信号相应的第二信号不同,从而使得控制元件输出地臂节位置信号不同,进而使得工作人员能够通过臂节位置信号较为准确地判断出插销和拔销的时机;上述至少一个第一检测元件至少能够接收两个信号发射元件发出的第一信号,从而简化了臂节位置检测系统的结构,使得系统的安装和调试均较为方便,同时,减少了臂节内元件和排线的数量,节约了臂节内部的空间。
在一种优选的实施方式中,本发明所提供的控制元件还包括第二检测元件,上述预定策略为:第二检测元件根据检测到的发射第一信号的信号发射元件的位置,得到上述臂节位置信号。这样,通过该第二检测元件检测到信号发射元件的所在臂节,能够准确定位需要动作的臂节,从而无需人工判断需要哪节臂节上的臂销动作,简化了工作过程,且控制操作较为准确,提高了臂节位置检测系统的动作精确性。
在另一种具体实施方式中,上述第一检测元件的数目为两个,分别安装于单缸插销式伸缩臂装置的油缸缸筒的两侧,从而避免了臂节数量较多时发生的干涉,进一步提高了臂节位置检测系统的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明所提供的臂节位置检测系统一种具体实施方式的结构框图;
图2为本发明所提供的臂节位置检测系统另一种具体实施方式的结构框图;
图3为图2所示臂节位置检测系统的结构示意图;
图4为图2所示臂节位置检测系统的检测块布局示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于单缸插销式伸缩臂装置的臂节位置检测系统,其结构较为简单,且安装和调试较为容易。本发明的另一核心是提供一种包括上述臂节位置检测系统的单缸插销式伸缩臂装置。
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为本发明所提供的臂节位置检测系统一种具体实施方式的结构框图。
在一种具体实施方式中,本发明所提供的臂节位置检测系统,用于检测具有至少两节臂节的单缸插销式伸缩臂装置(以下简称伸缩臂装置)的臂节位置,包括信号发射元件1、第一检测元件2和控制元件3;其中信号发射元件1安装于臂节6上,且用于发射预定类型的第一信号,该第一信号随臂节的位置改变而发生变化;第一检测元件2用于接收上述第一信号,且至少一个第一检测元件2至少接收两个信号发射元件1发出的第一信号,并发出与第一信号相应的第二信号;控制元件3用于接收第二信号,并根据预定策略输出臂节位置信号。
上述伸缩臂装置的每节臂节上至少安装有一个信号发射元件1,每节臂节上也可以安装有一个以上的信号发射元件1,也即,信号发射元件1的数量至少与伸缩臂装置的臂节数量相同,或者多于臂节的数量,由于该伸缩臂装置至少包括两节臂节,因此,上述信号发射元件1至少有两个。
上述第一检测元件2可以为安装于伸缩臂装置的伸缩油缸的缸筒0上的检测开关7,相应地,上述信号发射元件1为与检测开关7相匹配的检测块8。需要指出的是,检测开关7和检测块8的工作原理为,检测开关7不断地靠近或者远离检测块8,当两者的距离位于某两个极限位置之间时,检测开关7检测到的检测块8的位置信号处于某一预定信号范围内,并做出相应的动作,而当两者的距离在两个极限位置以外时,检测开关7无法检测到检测块8的位置信号。这样,在伸缩臂装置伸缩的过程中,检测开关7安装于油缸的缸筒0上,随缸筒0的伸缩而向靠近或者远离检测块的方向运动,当检测开关7运动至预定的极限位置内时,检测到的检测块8发出的信号位于某一预定的信号范围内,检测开关7向控制元件3发出预定的第二信号,从而使得控制元件3控制销轴的插拔动作。检测开关7和检测块8的结构较为简单,成本较低,从而简化臂节位置检测系统的结构并降低了其加工成本。
上述极限位置是指,以固定的检测块8为基准,在臂节伸缩方向上的最远位置和最近位置。
上述第一检测元件2也不局限于检测开关7,相应地,信号发射元件1也不局限于检测块8,只要能够通过检测信号发射元件发出的第一信号得到臂节的伸缩位置,以便能够较为精确地判断销轴的插拔动作的时机,第一检测元件2和信号发射元件1也可以为其他的具体形式,例如信号发射元件1可以为磁力发射器,第一检测元件2可以为磁力传感器,磁力发射器发出的信号传送至磁力传感器,磁力传感器将该信号整合后传输至控制元件,从而实现臂节的位置检测。
上述检测块8可以均安装于各臂节6的臂尾中部,也可以固定安装于各臂节6上的其他适当位置例如臂尾侧面等。
上述控制元件3可以为PLC控制器,也可以为本领域中常规使用的其他可编程控制器。
上述臂节位置检测系统,还可以包括臂节过伸检测元件5,用于实时检测油缸相对于末节臂的位置,这样,能够避免末臂节伸出时油缸相对于末节臂的过伸,从而提高了伸缩臂装置的工作安全性。
在单缸插销式伸缩臂装置伸出过程中,信号发射元件实时发出第一信号,且该第一信号随臂节的位置改变而变化,第一检测元件接收到上述第一信号后,向控制元件发出与第一信号相应第二信号,控制元件接收到第二信号并结合预定策略输出臂节的位置信号,当臂节处于不同的位置时,信号发射元件发出的第一信号不同,则第一检测元件输出的与该第一信号相应的第二信号不同,从而使得控制元件输出的臂节位置信号不同,进而使得工作人员能够通过臂节位置信号较为准确地判断出插销和拔销的时机;上述至少一个第一检测元件至少能够接受两个信号发射元件发出的第一信号,从而简化了臂节位置检测系统的结构,使得系统的安装和调试均较为方便,同时,减少了臂节内元件和排线的数量,节约了臂节内部的空间。
请参考图2、图3和图4,图2为本发明所提供的臂节位置检测系统另一种具体实施方式的结构框图;图3为图2所示臂节位置检测系统的结构示意图;图4为图2所示臂节位置检测系统的检测块布局示意图。
上述控制元件3还可以包括第二检测元件4,此时,上述预定策略为:第二检测元件根据检测到的发射第一信号的信号发射元件1的位置,得到臂节位置信号。这样,通过该第二检测元件4检测到信号发射元件1的所在臂节,能够准确找到臂节的位置,从而无需人工判断需要哪臂节的臂销动作,简化了工作过程,且控制操作较为准确,提高了臂节位置检测系统的动作精确性。
上述预定策略还可以为:通过人工目测的方式确定此时动作的臂节,从而确定发射第一信号的信号发射元件1的位置。
在五节伸缩臂装置中,上述第一检测元件2的数目可以为两个,分别安装于油缸的缸筒0的两侧,这样,在检测的过程中可以避免各部件之间的干涉,从而提高了臂节位置检测系统的检测精度。
第一检测元件2在同一位置能够接收到两个信号发射元件1发出的信号。这样,信号发射元件1通过间隔的方式设置,进一步避免了相邻信号发射元件1之间的干涉,从而进一步提高了系统的检测精度。
上述第二检测元件4为长度传感器,长度传感器通过检测油缸的伸出长度,得到第一检测元件2的位置,由于在伸缩臂装置中,检测油缸伸出长度的长度传感器是其固有的结构,使用长度传感器测量油缸的伸出长度,来确定第一检测元件2的位置,充分利用的现有结构,简化了设计计算的难度。显然地,上述第二检测元件4也不局限于长度传感器,也可以通过测量其他适当的参数值,得到第一检测元件2的位置。
上述臂节位置检测系统还可以具有报警装置,当检测过程中出现跳过某节臂节的检测状态,或者出现臂节的伸出方向相反等情况时,根据预先确定的程序,报警装置会实现报警,从而进一步提高了伸缩臂装置的工作可靠性。
需要指出的是,文中所提到的“预定长度”、“预定的信号”等是指,根据臂节的具体结构情况和插拔销的具体过程,预先设定的数值和信号,其具体数值应该根据实际使用情况确定,在此不做限定。
除了上述臂节位置检测系统,发明还提供一种包括上述臂节位置检测系统的单缸插销式伸缩臂装置,该伸缩臂装置的其他各部分结构请参考现有技术,在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种单缸插销式伸缩臂装置及其臂节位置检测系统进行了详细介绍。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)
1.一种臂节位置检测系统,用于检测具有至少两节臂节的单缸插销式伸缩臂装置的臂节位置,其特征在于,包括:
信号发射元件(1),分别安装于各节所述臂节(6)上,且用于发射预定类型的第一信号,所述第一信号随所述臂节的位置改变而变化;
至少一个第一检测元件(2),用于接收所述第一信号,且至少一个所述第一检测元件(2)至少接收两个所述信号发射元件(1)发出的第一信号,并发出与所述第一信号相应的第二信号;
控制元件(3),用于接收所述第二信号,并根据预定策略输出臂节位置信号;所述控制元件(3)还包括第二检测元件(4),所述预定策略为:所述第二检测元件根据检测到的发射所述第一信号的所述信号发射元件(1)的位置得到所述臂节位置信号。
2.根据权利要求1所述的臂节位置检测系统,其特征在于,所述第一检测元件(2)为安装在所述单缸插销式伸缩臂装置的油缸的缸筒(0)上的检测开关(7)。
3.根据权利要求2所述的臂节位置检测系统,其特征在于,所述检测开关(7)的数目为两个,分别安装于所述缸筒(0)的两侧。
4.根据权利要求3所述的臂节位置检测系统,其特征在于,所述信号发射元件(1)分别安装于各所述臂节(6)的臂尾中部。
5.根据权利要求4所述的臂节位置检测系统,其特征在于,相邻两所述信号发射元件(1)分别向两个所述检测开关(7)发射所述第一信号。
6.根据权利要求2至3任一项所述的臂节位置检测系统,其特征在于,所述第二检测元件(4)为安装于所述油缸的缸筒(0)和缸杆的固定端之间的长度传感器,所述长度传感器(7)通过检测所述油缸的伸出长度,检测所述第一检测元件(2)的位置。
7.根据权利要求1至3任一项所述的臂节位置检测系统,其特征在于,还包括安装在末臂节上的臂节过伸检测元件(5),用于实时检测所述单缸插销式伸缩臂装置的油缸伸出至末节臂节时,所述油缸的伸出状态。
8.一种单缸插销式伸缩臂装置,其特征在于,包括权利要求1至7任一项所述的臂节位置检测系统。
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