CN102117999B - 电回转体及具有该电回转体的工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电回转体和具有电回转体的工程机械，公开的电回转体包括底座（2）、与所述底座（2）固定连接的导电环（3）、绕所述导电环（3）旋转且与其导通的电刷（4），以及与所述电刷（4）连接并能够带动所述电刷（4）旋转的拨叉（5），还包括用于检测所述电回转体的回转角度的角度检测部件（6），该角度检测部件（6）与所述电刷（4）固定连接；公开的工程机械包括上车部分和下车部分，上述的电回转体能高效传递上车部分和下车部分的通讯信号，同时能提供360°回转角度信号，从而提高了电回转体的信号准确性，也提高了工程机械工作时的安全可靠性。

Description

电回转体及具有该电回转体的工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种电回转体。此外，本发明还涉及一种包括上述电回转体的工程机械。

背景技术

起重机包括下车行驶和上车吊重两部分，上、下车通过回转支承座圈相连，两者之间能相对360°转动。起重机上车工作时需要许多下车信号，如行车灯信号，支腿位置信号，油门控制信号等。由于起重机上、下车之间相对转动，不能通过传统的线束连接来传输信号，只能通过电回转体来实现两者之间的信号通讯。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型电回转体的结构示意图。

现有技术中的电回转体主要包括：电刷11、导电环12、拨叉13、顶盖14和底座15等，其中，底座15、导电环12固定不动，电刷11绕导电环12旋转，以实现上、下车之间电气信号传输；并且通过改变导电环12的长度，让导电环12在前方120°范围内导电，可以粗略检测出车辆前方120°或后方240°的角度。随着起重机技术的不断进步，上车控制系统需要读入准确的回转角度信号，回转角度是起重机作业时所需的重要参数，吊装载荷的计算、臂位正前方和正后方的判断等都以回转角度参数作为重要依据来进行计算和判断。因此，现有技术中的电回转体难以满足起重机的发展需要。

从结构上可以看出，电刷11及拨叉13都是单边布置，此种结构在起重机上车和下车相对转动时是不稳定的。当电回转体旋转时，与上车回转同心度不好；或车辆振动比较大时，拨叉13会受到其他的侧向力，导致电刷11转动时与导电环12接触不稳定，信号通讯不可靠。

另外，电回转体的顶盖14与底座15之间密封装配，水蒸气从下面过线孔进入电回转体内部，不能及时排出，热胀冷缩作用会使水蒸气凝结，吸附在电回转体内的电刷11和导电环12上，造成电刷11和导电环12锈蚀断裂，电回转体损坏。

因此，如何提高电回转体所测量的回转角度的精度，提高电回转体信号传输的可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电回转体，该电回转体能高效传递电信号和回转角度信号，显著提高电回转体的信号准确性。本发明的另一目的是提供一种包括上述电回转体的工程机械，其安全可靠性得到提高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电回转体，包括底座、与所述底座固定连接的导电环、绕所述导电环旋转且与其导通的电刷，以及与所述电刷连接并能够带动所述电刷旋转的拨叉，还包括用于检测回转角度的角度检测部件，该角度检测部件与所述电刷固定连接。

优选地，所述导电环的顶部设有与所述电刷固定连接的支撑平台，所述角度检测部件与所述支撑平台固定连接。

优选地，所述角度检测部件具体为角度编码器，该角度编码器与所述导电环同轴。

优选地，还包括软轴机构；所述软轴机构的下部与所述导电环固定连接，中部具有弹性，上部与所述角度检测部件可旋转地连接。

优选地，所述软轴机构的上部固定连接有销轴，所述销轴的顶部可旋转地插装于所述角度检测部件的底部。

优选地，所述电刷的数目为两组，两组所述电刷对称地分布于所述导电环的两侧。

优选地，所述拨叉的数目为两个，两所述拨叉对称地与所述电回转体的外壳固定连接，所述外壳与所述电刷固定连接。

优选地，所述外壳的上端具有放气孔，以及与所述放气孔位置对应的放气帽，所述放气帽与所述放气孔的外壁之间有预定的间隙。

优选地，所述导电环和所述电刷中除接触部分以外的部位均涂有绝缘漆。

本发明还提供一种工程机械，包括下车部分、上车部分和上述任一项所述的电回转体；该电回转体的底座与所述下车部分固定连接，该电回转体的电刷与所述上车部分固定连接。

本发明所提供的电回转体，包括底座、导电环、电刷和拨叉，其中，导电环与底座固定连接，电刷与导电环导通且绕导电环旋转，拨叉与电刷连接，并能够带动电刷旋转。与现在技术不同的是，本发明所提供的电回转体中还设有角度检测部件，该角度检测部件与所述电刷固定连接，绕导电环旋转，并由拨叉控制其旋转或停止。在使用电回转体的工程机械中，电回转体用于实现相互旋转的两部分之间的信号通讯。在电回转体中加入角度检测部件，由于电刷可绕导电环360°旋转，所以，角度检测部件也可以绕导电环360°旋转。这样，角度检测部件可以360°检测工程机械的上车和下车之间的回转角度，使具有该电回转体的工程机械可以实现360°回转角度检测。在工程机械的控制过程中，将角度检测部件检测到的回转角度信号作为技术参数的一种，对工程机械的载荷计算、安全判断都有重要的参考价值。因此，测量出准确的回转角度可以使工程机械的工况判断更准确，安全系数更高。

在一种优选的实施方式中，所述角度检测部件与所述导电环通过软轴机构连接；该软轴机构的下部与所述导电环固定连接，中部具有弹性，上部与所述角度检测部件可旋转地连接。由于车辆工作时，振动比较大，角度检测部件和导电环通过软轴机构连接，可以有效吸收振动造成的侧向力，避免造成角度检测部件损坏，甚至引起检测到的回转角度信号失真，因此，软轴机构既保护了角度检测部件，而且也减小振动对角度信号检测精度的影响，从而可以确保角度检测部件稳定工作，提高检测到的回转角度信号的精确度。

在另一种优选的实施方式中，所述电刷的数目为两组，两组所述电刷对称地分布于所述导电环的两侧。电回转体用于上车和下车之间的信号传输，电回转体旋转时，容易出现与上车回转同心度不好的情况，或者有时候车辆振动比较大，这些工况都会导致电刷转动时与导电环接触不稳定，信号通讯不可靠。因此，在电回转体中设置两组电刷，并使两组电刷对称地分布于导电环的两侧，当一组电刷与导电环接触不稳定，不能提供稳定的通讯信号时，另一组电刷仍可能与导电环稳定接触。这样，可以确保电刷和导电环之间的通讯信号稳定可靠，减小不同工况对电回转体的通讯信号的影响，提高电回转体的可靠性。

在另一种优选的实施方式中，所述拨叉的数目为两个，两所述拨叉对称地与所述电回转体的外壳固定连接，所述外壳与所述电刷固定连接。拨叉用于控制电刷旋转或停止，在外壳上固定连接两个拨叉，且两个拨叉对称，可以有效防止拨叉在使用过程中出现憋劲、受力不均的状况，使拨叉对电刷的控制更高效，电回转体的可靠性更好。

附图说明

图1为现有技术中一种典型电回转体的结构示意图；

图2为本发明所提供电回转体一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2所示电回转体的俯视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电回转体，该电回转体能高效传递电信号和回转角度信号，从而提高电回转体的信号准确性。本发明的另一核心是提供一种包括上述电回转体的工程机械。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。该部分中，本说明书以起重机的电回转体为例对本发明所提供的电回转体进行说明，应当说明的是，本发明所提供的电回转体不仅仅能够应用于起重机，还可以应用于其它工程机械中。

起重机包括下车行驶和上车吊重两部分，下车部分和上车部分之间能相对360°转动。起重机上车工作时需要许多下车信号，如行车灯信号、支腿位置信号、油门控制信号、回转角度信号等。由于下车部分和上车部分之间相对转动，不能通过传统的线束连接来传输信号，只能通过电回转体来实现两者之间的信号通讯，并且电回转体还要能够检测起重机上车的回转角度信号。

本文所述的回转角度，系指上车部分相对于下车部分旋转的角度。车辆作业时，吊装载荷的计算、臂位正前方和正后方的判断等都以回转角度参数作为重要依据来进行计算和判断。上文所述的电回转体，安装在起重机回转中心上，用于上车部分和下车部分之间电气信号传输及回转角度检测。

请参考图2和图3，图2为本发明所提供电回转体一种具体实施方式的结构示意图；图3为图2所示电回转体的俯视图。

本发明所提供的电回转体，包括底座2、导电环3、电刷4、拨叉5和角度检测部件6，电回转体工作时，导电环3与底座2固定连接且保持相对静止，电刷4、拨叉5和角度检测部件6均绕底座2和导电环3旋转，而且，各旋转部件旋转与否由拨叉5控制。

电回转体安装在起重机的回转中心上，用于上车部分和下车部分之间电气信号传输及回转角度检测。在电回转体中加入角度检测部件6，由于电刷4可绕导电环3实现360°旋转，所以，角度检测部件6也可以绕导电环3实现360°旋转。这样，角度检测部件6可以360°检测起重机的上车部分和下车部分之间的回转角度，使具有该电回转体的起重机可以实现360°回转角度检测。在起重机的控制过程中，将角度检测部件6检测到的回转角度信号作为技术参数的一种，对起重机的载荷计算、安全判断都有重要的参考价值，从而使起重机的工况判断更准确，安全系数更高。

在一种具体的实施方式中，导电环3的顶部设有与电刷4固定连接的支撑平台41，角度检测部件6与支撑平台41固定连接。使支撑平台41支撑角度检测部件6，电刷4带着支撑平台41和角度检测部件6一起绕导电环3旋转，实现360°回转角度检测。

本文所涉及的上、下、顶部等方位词，是以电回转体应用于起重机中处于工作状态时的方位为基准来定义的，应当理解本文中所采用的方位词不应当限制本专利的保护范围。另外，本文所述的固定连接，包括直接固定连接，也包括间接固定连接。

具体地，上述的角度检测部件6可以是角度编码器，该角度编码器与导电环3同轴，即角度编码器安装于回转中心的正上方。角度编码器可以检测和输出角度信号，而且，根据信号精度及类型的要求和起重机工作时的恶劣工况，可以选择使用较高防护等级的角度编码器，使该角度编码器在较恶劣的工况中仍能正常工作。角度编码器体积小，结构紧凑，安装方便，使用角度编码器测量回转角度可以减小电回转体的体积，同时减小电回转体的安装难度。

另外，由于电回转体安装在起重机的回转中心上，角度编码器与导电环3同轴可以提高电回转体与起重机的同心度，减小回转角度检测受同心度不好引起的偏差，提高回转角度检测的准确度，同时提高电回转体的可靠性。显然，角度检测部件可以是其它能检测并输出回转角度信号的设备，其安装位置也不应局限于回转中心的正上方。

为了进一步提高回转角度检测的准确性，本发明所提供的电回转体的角度检测部件6与导电环3可以通过软轴机构7连接；该软轴机构7的下部与导电环3固定连接，中部具有弹性，上部与角度检测部件6可旋转地连接。由于车辆工作时，振动比较大，而且同心度可能有偏差，角度检测部件6和导电环3通过软轴机构7连接，可以有效吸收同心度不够和振动造成的侧向力，避免造成角度检测部件6损坏，甚至引起检测到的回转角度信号失真。因此，软轴机构7既保护了角度检测部件6，而且也减小振动对角度信号检测精度的影响，从而可以确保角度检测部件6稳定工作，提高了检测到的回转角度信号的精确度。

在一种具体的实施方式中，软轴机构7的上部固定连接有销轴61，销轴61的顶部可旋转地插装于角度检测部件6的底部。这样，角度检测部件6和支撑平台41均绕销轴61旋转，销轴61与软轴机构7的上部固定连接，软轴机构7的下部与导电环固定连接，使电刷4、支撑平台41和角度检测部件6绕导电环3、软轴机构7旋转。

在另一种具体的实施方式中，电刷4的数目可以为两组，两组电刷4对称地分布于导电环3的两侧。电回转体旋转时，容易出现与上车部分回转同心度不好的情况；或者有时候车辆振动比较大，这些工况都会导致电刷4转动时与导电环3接触不稳定，信号通讯不可靠。因此，在电回转体中设置两组电刷4，并使两组电刷4对称地分布于导电环3的两侧，当一组电刷4与导电环3接触不稳定，不能提供稳定的通讯信号时，另一组电刷4仍可能与导电环3稳定接触。这样，可以确保电刷4和导电环3之间的通讯信号稳定可靠，减小不同工况对电回转体的通讯信号的影响，提高电回转体的可靠性。

进一步地，拨叉5的数目也可以为两个，且两个拨叉5对称地与电回转体的外壳8固定连接，外壳8与电刷4固定连接，即与底座2可旋转地连接。拨叉5用于控制电刷4旋转或停止，在外壳8上固定连接两个拨叉5，且两个拨叉5对称，可以有效防止拨叉5在使用过程中出现憋劲、受力不均的状况，使拨叉5对电刷4的控制更高效，电回转体的可靠性更好。

可以对上述电回转体作进一步地改进。

如图2所示，可以在外壳8的上端设置放气孔81，以及与放气孔位置对应的放气帽82，且放气帽82与放气孔81的外壁之间有预定的间隙，使进入外壳内腔的气体沿放气孔81和预定的间隙流出电回转体。电回转体在使用过程中，水蒸气会顺着过线孔进入电回转体内腔，如果电回转体的外壳8密封很严，水蒸气挥发不出去，水蒸气冷却后会凝结成水滴，使电回转体内部的导电件锈蚀，造成电回转体损坏。因此，本发明所提供的电回转体的上端设置放气孔81和与放气孔81对应的放气帽82，改堵为输，让电回转体的内腔通风，使水蒸气形成对流，尽快排出电回转体，保证电回转体内部干燥。这样，可以有效延长电回转体的使用寿命，提高电回转体的可靠性。

更进一步地，可以在导电环3和电刷4中除接触部分以外的部位均涂有绝缘漆，以进一步提高电回转体的防水防锈性能，延长导电环3和电刷4的使用寿命，提高电回转体信号传递的可靠性。

综上所述，如图2所示，本发明所提供的电回转体一种优选的实施方式的工作原理为：

将底座2用螺栓连接固定在下车部分的电回转体支架上，然后上车通过拨叉杆拨动拨叉5，使电回转体跟随上车部分同步旋转。软轴机构7、导电环3、底座2相连固定不动，外壳8、拨叉5、电刷4和角度检测部件6围绕前述固定部分做相对转动。其中，外壳8与底座2之间利用轴承连接，轴承的内圈与导电环3固定连接，轴承的外圈与外壳8固定连接；电刷4与支撑平台41通过连杆42连接，连杆42与导电环3的上端之间设有固定板43，固定板43与导电环3的上端之间设有轴承，该轴承的内圈与导电环3的上端固定连接，外圈与固定板43固定连接。通过这样的结构，可以使导电环3的上端更稳固。这样电回转体就可以跟随上车同步运动，而下车部分的信号则通过导电环3经过电刷4传输到上车，角度检测部件6也跟随上车部分同步转动，检测并输出回转角度信号传送到上车部分，供上车部分使用。

除了上述电回转体，本发明还提供一种包括上述电回转体的工程机械，该工程机械包括下车部分和上车部分，电回转体的底座2与下车部分固定连接，电刷4与上车部分固定连接，电回转体检测到的信号传输到上车部分，供上车部分使用。本发明所提供的工程机械其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

具体地，上述工程机械可以是起重机，或者其它上车部分和下车部分需要相对旋转的工程机械。

以上对本发明所提供的电回转体及具有该电回转体的工程机械进行了详细介绍。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 (9)

1.一种电回转体，包括底座（2）、与所述底座（2）固定连接的导电环（3）、绕所述导电环（3）旋转且与其导通的电刷（4），以及与所述电刷（4）连接并能够带动所述电刷（4）旋转的拨叉（5），其特征在于，还包括用于检测回转角度的角度检测部件（6），该角度检测部件（6）与所述电刷（4）固定连接；所述电回转体的外壳（8）的上端具有放气孔（81），以及与所述放气孔（81）位置对应的放气帽（82），所述放气帽（82）与所述放气孔（81）的外壁之间有预定的间隙。

2.根据权利要求1所述的电回转体，其特征在于，所述导电环（3）的顶部设有与所述电刷（4）固定连接的支撑平台（41），所述角度检测部件（6）与所述支撑平台（41）固定连接。

3.根据权利要求2所述的电回转体，其特征在于，所述角度检测部件（6）具体为角度编码器，该角度编码器与所述导电环（3）同轴。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电回转体，其特征在于，还包括软轴机构（7）；所述软轴机构（7）的下部与所述导电环（3）固定连接，中部具有弹性，上部与所述角度检测部件（6）可旋转地连接。

5.根据权利要求4所述的电回转体，其特征在于，所述软轴机构（7）的上部固定连接有销轴（61），所述销轴（61）的顶部可旋转地插装于所述角度检测部件（6）的底部。

6.根据权利要求4所述的电回转体，其特征在于，所述电刷（4）的数目为两组，两组所述电刷（4）对称地分布于所述导电环（3）的两侧。

7.根据权利要求6所述的电回转体，其特征在于，所述拨叉（5）的数目为两个，两所述拨叉（5）对称地与所述电回转体的外壳（8）固定连接，所述外壳（8）与所述电刷（4）固定连接。

8.根据权利要求7所述的电回转体，其特征在于，所述导电环（3）和所述电刷（4）中除接触部分以外的部位均涂有绝缘漆。

9.一种工程机械，包括下车部分和上车部分，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的电回转体；该电回转体的底座（2）与所述下车部分固定连接，该电回转体的电刷（4）与所述上车部分固定连接。

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