CN102249153B - 回转角度检测装置及控制方法及包括该装置的起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转角度检测装置，包括机械装置和电气装置，机械装置包括回转角度编码器安装架和接近开关安装架，电气装置包括控制器，回转角度编码器和接近开关；回转角度编码器向控制器输入回转角度校准值，接近开关向所述控制器输入给定回转角度校准值，控制器负责补偿校对当前回转角度检测值和回转角度校准值之间的差值。本发明还公开了上述回转角度检测装置的控制方法和包括上述装置的起重机。与已有技术相比，本发明全程采用自动化控制，大大节省了人力，安全可靠，可有效避免在内外部安装检测装置时机械产生滑动从而产生误差累计。

Description

回转角度检测装置及控制方法及包括该装置的起重机

技术领域

本发明涉及起重机控制技术领域，尤其涉及一种回转角度检测装置及控制方法及包括该装置的起重机。

背景技术

随着我国经济技术的不断发展，履带起重机研发技术也在不断地发展，随着国产履带起重机吊载能力的增强，必然带来客户对履带起重机产品质量的苛刻要求。为了操作的稳定性和安全性，需要精确计算履带起重机接地比压（接地比压p是钻机的工作质量m乘上重力加速度g，再除以接地面积s，即p=mg/s），精确控制行走方向和上下车相对位置。在国内外履带起重机行业中，回转角度检测装置多种多样，有的检测装置安装在中央回转体外侧，通过过渡平台外部回转齿轮与检测装置滚轮外啮合来检测回转角度，而有的检测装置安置在中央回转体内部，通过上下车相对回转检测回转角度。不过，内部和外部安装检测装置时，机械滑动都会产生误差累计。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种回转角度检测装置及控制方法，可有效避免在内外部安装检测装置时机械产生滑动从而产生误差累计。本发明的另一个目的是提供一种包括上述回转角度检测装置的起重机。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种回转角度检测装置，用于起重机的主机或者小车的上回转体和下回转体进行相对回转时的回转角度的测量，其中，包括机械装置和电气装置，所述机械装置包括回转角度编码器安装架和接近开关安装架，所述电气装置包括控制器，回转角度编码器和接近开关，其中：

所述回转角度编码器安装架设在起重机的主机或者小车的中央回转体上，包括若干平行于所述中央回转体中心轴的编码器安装圆盘固定杆，一带有中心孔的编码器安装圆盘和一编码器联轴器，所述若干编码器安装圆盘固定杆的一端固接在所述中央回转体内部的侧壁上，另一端与所述编码器安装圆盘固接，所述回转角度编码器的旋转轴从所述编码器安装圆盘的中心孔伸出后通过所述编码器联轴器与所述中央回转体内部的回转接头相接，使得所述回转角度编码器旋转轴与所述中央回转体的中心轴同轴；

所述接近开关安装架包括分别固定在所述下回转体和所述上回转体上的安装盒和感应片，所述接近开关固定在所述安装盒上，其上端面朝向所述感应片；

所述控制器分别与所述回转角度编码器、所述接近开关连接，所述回转角度编码器向所述控制器输入回转角度检测值，所述接近开关向所述控制器输入给定的所述回转角度校准值，所述控制器负责补偿校对当前的回转角度检测值和所述回转角度校准值之间的差值。

上述回转角度检测装置，其中，所述若干编码器安装圆盘固定杆为三根，其与所述中央回转体内部的侧壁的连接端与所述中央回转体内部的侧壁上的中心点之间的连线互成120度角。

上述回转角度检测装置，其中，所述回转角度编码器安装架还包括外壳和编码器保护罩，所述编码器保护罩包覆在所述回转角度编码器外并通过螺栓与所述外壳连接，所述编码器保护罩的一侧开孔，所述回转角度编码器的控制线路和电源线路从所述编码器保护罩的孔中伸出。

上述回转角度检测装置，其中，所述接近开关安装架还包括中心开孔的护罩，所述护罩包覆在所述接近开关外并通过螺栓与所述安装盒连接，所述接近开关的上端面伸入所述护罩的中心孔中，与所述护罩的上端面位于同一平面内。

上述回转角度检测装置，其中，所述接近开关的感应距离为2mm至5mm。

上述回转角度检测装置，其中，所述回转角度编码器为绝对式编码器。

上述回转角度检测装置，其中，所述编码器安装圆盘与所述编码器保护罩不接触。

上述回转角度检测装置，其中，所述控制器通过CAN总线与所述回转角度编码器进行通讯，并通过I/O端口接收所述接近开关的检测信号。

一种如上述回转角度检测装置的控制方法，其中，在所述起重机的主机或者小车的上回转体和下回转体进行相对回转的过程中，所述回转角度编码器通过CAN总线通道与控制器之间进行通讯，实时传输当前回转角度值，如果所述控制器的I/O端口获取所述接近开关信号为“FALSE”,则所述回转角度编码器当前传输值有效；否则，所述控制器瞬时校对所述回转角度编码器当前值为90度，然后予以保存；继续回转，且所述回转角度编码器继续给所述控制器传输CAN数据信息，如果回转动作未停止，则继续回转，否则停止回转动作。

一种起重机，包括主机和小车，其中，还包括上述权利要求1至8中任意一项所述的回转角度检测装置，在所述主机和所述小车各装有一个所述回转角度检测装置，每一个所述回转角度编码器的旋转轴与所述主机或者所述小车的中央回转体的中心轴同轴。

与已有技术相比，本发明全程采用自动化控制，大大节省了人力，安全可靠。

附图说明

图1是本发明回转角度检测装置的回转角度编码器安装架的结构示意图；

图2是本发明回转角度检测装置的接近开关安装架的结构示意图；

图3是本发明回转角度检测装置的控制系统的结构框图；

图4是本发明回转角度检测装置的控制方法的流程示意图；

图5是本发明回转角度检测装置的起重机主机和小车的俯视图。

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

本发明回转角度检测装置，用于起重机的主机或者小车的上回转体和下回转体进行相对回转时的回转角度的测量，包括机械装置和电气装置，机械装置包括回转角度编码器安装架和接近开关安装架，电气装置包括控制器，回转角度编码器和接近开关。其中，如图1所示，回转角度编码器安装架1设在起重机的主机或者小车的中央回转体上，回转角度编码器安装架1包括若干平行于中央回转体0中心轴的编码器安装圆盘固定杆11，一带有中心孔的编码器安装圆盘12和一编码器联轴器13，若干编码器安装圆盘固定杆11的一端固接在中央回转体0内部的侧壁上，另一端与编码器安装圆盘12固接，回转角度编码器2的旋转轴21从编码器安装圆盘12的中心孔伸出后通过编码器联轴器13与中央回转体0内部的回转接头01相接，使得回转角度编码器旋转轴21与中央回转体0的中心轴同轴。

进一步地，如图1所示，若干编码器安装圆盘固定杆11为三根，其与中央回转体0内部的侧壁的连接端与中央回转体0内部的侧壁上的中心点之间的连线互成120度角。如此布设使得编码器安装圆盘12的受力最均匀，编码器安装圆盘12与编码器安装圆盘固定杆11之间的连接牢固。

进一步地，如图1所示，回转角度编码器安装架1还包括外壳14和编码器保护罩15，编码器保护罩15包覆在回转角度编码器2外并通过螺栓与外壳14连接，编码器保护罩15的一侧开孔，回转角度编码器2的控制线路和电源线路22从编码器保护罩15的孔中伸出。

进一步地，回转角度编码器2为绝对式编码器。

进一步地，编码器安装圆盘12与编码器保护罩15不接触。可防止编码器安装圆盘12或者编码器保护罩15发生磨损。

安装编码器联轴器13的螺栓时，具体的安装顺序为：（1）先将编码器安装圆盘固定杆11沿着中央回转体0的中心轴周向分布3根；（2）将回转角度编码器2和编码器安装圆盘12安装在一起；（3）将编码器联轴器13穿入到回转接头01伸出的轴头部；（4）然后将编码器安装圆盘12固定到三个杆11上，然后将编码器联轴器13连接到编码器2的轴上，拧紧螺栓，然后固定并调平编码器安装圆盘12；（5）安装外壳14；（6）最后安装编码器保护罩15。

回转角度编码器安装架1的设计解决了回转角度编码器2的旋转轴21因承受较大的轴向力和径向力容易损坏的问题，同时也便于拆装和维修。

如图2所示，接近开关安装架3包括分别固定在下回转体02和上回转体03上的安装盒31和感应片32，接近开关4固定在安装盒31上，其上端面朝向感应片32，感应片32为金属块。接近开关4安装在90度机械回转角度位置处，在上下车相对回转角度为90度时，给定准确的90度回转角度校准值。

进一步地，接近开关安装架3还包括中心开孔的护罩33，护罩33包覆在接近开关4外并通过螺栓与安装盒31连接，接近开关4的上端面伸入护罩33的中心孔中，与护罩33的上端面位于同一平面内。

进一步地，接近开关4的感应距离为2mm至5mm。当下回转体02与上回转体03发生相对转动，位于安装盒31内的接近开关4上端面与感应片32之间的直线距离落入2mm至5mm区间内接近开关4改变向外传输信号。

如图3所示，控制器5通过CAN总线与回转角度编码器2进行通讯，通过I/O端口接收接近开关4检测信号，回转角度编码器2向控制器5输入回转角度检测值，接近开关4向控制器5输入给定的回转角度校准值，控制器5负责补偿校对当前的所述回转角度检测值和回转角度校准值之间的差值。

一种如上述回转角度检测装置的控制方法，如图4所示，并参看图1、图2、图3所示，在起重机的主机或者小车的上回转体03和下回转体02进行相对回转的过程中，回转角度编码器2通过CAN总线通道与控制器5之间进行通讯，实时传输当前回转角度值，如果控制器5的I/O端口获取接近开关4信号为“FALSE”，则回转角度编码器2当前传输值有效；否则，控制器5瞬时校对回转角度编码器2当前值为90度，然后予以保存；继续回转，且回转角度编码器2继续给控制器5传输CAN数据信息，如果回转动作未停止，则继续回转，否则停止回转动作。

本发明还公开了一种包括上述回转角度检测装置的起重机结构，如图5所示，包括主机和小车，字母L和R分别代表主机和小车的右履带和左履带，还包括上述任意一项所述的回转角度检测装置（在图中未标出），在起重机的主机和小车各装有一个回转角度检测装置，每一个回转角度编码器的旋转轴与主机或者小车的中央回转体的中心轴同轴。由于本起重机的回转角度检测装置与现有技术存在区别，其他部分并未绘制，本领域技术人员可以结合现有技术掌握采用包括上述回转角度检测装置的起重机其他部分的结构，在此也不予赘述。

综上所述，本发明回转角度检测装置及控制方法实现了精确控制行走方向和上下车相对位置，采用全程自动化控制，大大节省了人力，安全可靠。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该回转角度检测装置及控制方法及包括该装置的起重机进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种回转角度检测装置，用于起重机的主机或者小车的上回转体和下回转体进行相对回转时的回转角度的测量，其特征在于，包括机械装置和电气装置，所述机械装置包括回转角度编码器安装架和接近开关安装架，所述电气装置包括控制器，回转角度编码器和接近开关，其中：

所述回转角度编码器安装架设在起重机的主机或者小车的中央回转体上，包括若干平行于所述中央回转体中心轴的编码器安装圆盘固定杆，一带有中心孔的编码器安装圆盘和一编码器联轴器，所述若干编码器安装圆盘固定杆的一端固接在所述中央回转体内部的侧壁上，另一端与所述编码器安装圆盘固接，所述回转角度编码器的旋转轴从所述编码器安装圆盘的中心孔伸出后通过所述编码器联轴器与所述中央回转体内部的回转接头相接，使得所述回转角度编码器旋转轴与所述中央回转体的中心轴同轴；

所述接近开关安装架包括分别固定在所述下回转体和所述上回转体上的安装盒和感应片，所述接近开关固定在所述安装盒上，其上端面朝向所述感应片；

所述控制器分别与所述回转角度编码器、所述接近开关连接，所述回转角度编码器向所述控制器输入回转角度检测值，所述接近开关向所述控制器输入给定的回转角度校准值，所述控制器负责补偿校对当前的所述回转角度检测值和所述回转角度校准值之间的差值。

2.根据权利要求1所述的回转角度检测装置，其特征在于，所述若干编码器安装圆盘固定杆为三根，其与所述中央回转体内部的侧壁的连接端与所述中央回转体内部的侧壁上的中心点之间的连线互成120度角。

3.根据权利要求1所述的回转角度检测装置，其特征在于，所述回转角度编码器安装架还包括外壳和编码器保护罩，所述编码器保护罩包覆在所述回转角度编码器外并通过螺栓与所述外壳连接，所述编码器保护罩的一侧开孔，所述回转角度编码器的控制线路和电源线路从所述编码器保护罩的孔中伸出。

4.根据权利要求1所述的回转角度检测装置，其特征在于，所述接近开关安装架还包括中心开孔的护罩，所述护罩包覆在所述接近开关外并通过螺栓与所述安装盒连接，所述接近开关的上端面伸入所述护罩的中心孔中，与所述护罩的上端面位于同一平面内。

5.根据权利要求4所述的回转角度检测装置，其特征在于，所述接近开关的感应距离为2mm至5mm。

6.根据权利要求1所述的回转角度检测装置，其特征在于，所述回转角度编码器为绝对式编码器。

7.根据权利要求3所述的回转角度检测装置，其特征在于，所述编码器安装圆盘与所述编码器保护罩不接触。

8.根据权利要求1所述的回转角度检测装置，其特征在于，所述控制器通过CAN总线与所述回转角度编码器进行通讯，并通过I/O端口接收所述接近开关的检测信号。

9.一种如权利要求1至8中任意一项所述回转角度检测装置的控制方法，其特征在于，在所述起重机的主机或者小车的上回转体和下回转体进行相对回转的过程中，所述回转角度编码器通过CAN总线通道与控制器之间进行通讯，实时传输当前回转角度值，如果所述控制器的I/O端口获取所述接近开关信号为“FALSE”,则所述回转角度编码器当前传输值有效；否则，所述控制器瞬时校对所述回转角度编码器当前值为90度，然后予以保存；继续回转，且所述回转角度编码器继续给所述控制器传输CAN数据信息，如果回转动作未停止，则继续回转，否则停止回转动作。

10.一种起重机，包括主机和小车，其特征在于，还包括上述权利要求1至8中任意一项所述的回转角度检测装置，在所述主机和所述小车各装有一个所述回转角度检测装置，每一个所述回转角度编码器的旋转轴与所述主机或者所述小车的中央回转体的中心轴同轴。

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