CN102607599A - 工程机械的倾角指示器标定方法、标定系统和工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械的倾角指示器标定方法，该倾角指示器包括倾角传感器和能够显示该倾角传感器所检测的倾角检测值的倾角显示器，其中倾角指示器标定方法包括：将倾角指示器的倾角传感器角度可调节的安装在工程机械的待测部上，以获得该待测部的所述倾角检测值；使用倾角测量工具测量待测部的倾角实际值；调节所述倾角传感器的角度，使得所述倾角检测值等于所述倾角实际值，以完成所述倾角指示器的标定。本发明还公开了一种使用本发明所提供的标定方法的标定系统和一种使用该标定系统的工程机械。由于倾角传感器角度可调节的安装在工程机械上，能够根据实际倾角值调节倾角传感器本身的角度，而快速完成倾角指示器的标定工作。

Description

工程机械的倾角指示器标定方法、标定系统和工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械中的倾角指示器标定领域，具体地，涉及一种工程机械的倾角指示器标定方法、标定系统以及使用该标定系统的工程机械。

背景技术

在目前大吨位的起重机等工程机械上，由于倾角控制要求有明确的国家标准和行业标准要求，测量精度和控制精度要求相对较高，普通的机械倾角指示器一般难以满足要求。所以，采用的倾角指示器几乎全部采用能够数字显示的倾角传感器进行倾角检测。

在现有的数字倾角指示器中，必须要对进行倾角传感器的倾角检测值进行标定，即，使倾角传感器对工程机械的待测部(倾角传感器的安装位置)所检测的倾角检测值等于该待测部的倾角实际值，以满足倾角指示器能够精确进行工作的目的。目前，通用的标定方法是基准标定法，即通过加工的水平基准面校准传感器零位或中位，并且需要调节工程机械本身，使得待测部处于水平状态，这样才能与加工的水平基准面相结合，从而实现对倾角指示器的标定。这种方法在实际操作中成本较高，操作不方便，而且精度容易受测量仪器等限制。例如，要标定一台起重机转台上的倾角指示器，必须先把起重机用支腿或其它手段将转台调整到水平状态，然后再将倾角指示器在水平的基准平面上将所显示的倾角检测值标定到零点或水平位置，而完成倾角指示器的标定。这种方法标定过程中，尤其是在一些大型工程机械移动或调整位置困难的情况下，效率较低，精度差，并且浪费大量人力物力。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种工程机械的倾角指示器的标定方法，该标定方法无需进行工程机械本身的移动或调整，也无需加工水平基准面，效率较高，成本较低。

本发明的另一目的是提供一种使用本发明提供的标定方法的工程机械的倾角指示器的标定系统。

本发明的再一个目的是提供一种使用本发明提供的标定系统的工程机械。

为了实现上述目的，本发明提供一种工程机械的倾角指示器标定方法，所述倾角指示器包括倾角传感器和能够显示该倾角传感器所检测的倾角检测值的倾角显示器，所述倾角指示器标定方法包括：将所述倾角指示器的倾角传感器角度可调节的安装在所述工程机械的待测部上，以获得该待测部的所述倾角检测值；使用倾角测量工具测量所述待测部的倾角实际值；调节所述倾角传感器的角度，使得所述倾角检测值等于所述倾角实际值，以完成所述倾角指示器的标定。

优选地，所述倾角传感器通过角度可调节的安装支架安装在所述待测部上。

优选地，所述安装支架包括有固定板、固定座和多个调节螺钉，将所述倾角传感器固定在所述固定板上，将该固定板通过所述多个调节螺钉可调节连接在所述固定座上，并且，将所述固定座固定在所述待测部上。

优选地，在使用所述倾角测量工具测量所述待测部的倾角实际值中，首先，沿所述倾角传感器的检测方向，在所述待测部的测量位置设置所述倾角测量工具，以获得所述待测部的倾角的第一实际值；然后，在所述测量位置旋转该倾角测量工具至所述检测方向的相反方向，以获得所述待测部的倾角的第二实际值，则所述待测部在该检测方向上的所述倾角实际值为所述第一实际值和所述第二实际值的均值。

优选地，采用双轴倾角传感器作为所述倾角传感器，该双轴倾角传感的两个检测轴相互垂直，在所述倾角指示器标定方法中，首先，沿所述双轴倾角传感器的第一检测方向进行测量，以获得所述待测部在该第一检测方向上的倾角实际值，并通过调节所述倾角传感器的角度标定所述倾角指示器；然后，沿与所述第一检测方向垂直的所述双轴倾角传感器的第二检测方向进行测量，以获得该第二检测方向上的倾角实际值，并通过调节所述倾角传感器的角度标定所述倾角指示器；

根据本发明的另一方面，提供一种工程机械的倾角传感器标定系统，所述倾角指示器标定系统包括安装在所述工程机械的待测部上的倾角传感器，能够显示该倾角传感器所检测的倾角检测值的倾角显示器，以及用于测量所述待测部的倾角实际值的倾角测量工具，其中，所述倾角传感器角度可调节地安装在所述待测部上。

优选地，所述倾角传感器通过角度可调节的安装支架安装在所述待测部上。

优选地，所述安装支架包括固定板、固定座和多个调节螺钉，所述倾角传感器固定在所述固定板上，并且该固定板通过所述多个调节螺钉可调节的与所述固定座连接，该固定座固定在所述待测部上。

根据本发明的再一方面，提供一种工程机械，所述工程机械包括本发明提供的工程机械的倾角指示器标定系统。

优选地，所述工程机械为起重机。

通过上述技术方案，由于在本发明所提供的标定方法和标定系统中，倾角传感器角度可调节的安装在工程机械上，能够根据倾角测量工具所检测的待测部的实际倾角值，而通过调节倾角传感器本身的角度快速完成倾角指示器的标定工作无需进行工程机械本身的移动或调整，也无需加工水平基准面，效率较高、成本较低，从而使得使用该标定方法和标定系统的工程机械实用性更强。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的优选实施方式中的工程机械的倾角指示器标定方法的流程图；

图2是本发明提供的优选实施方式中的检测待测部倾角实际值的方法流程图；

图3是本发明提供的优选实施方式中的标定系统的结构示意简图。

附图标记说明

1    待测部          2    倾角传感器

3    螺钉            4    固定板

5    安装座          6    倾角显示器

7    倾角测量工具    8    安装支架

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

正如背景技术中所描述的，倾角指示器用于广泛用于各种大型工程机械中，尤其是在起重机中应用广泛，以使得起重机能够精确、安全的作业。为了克服现有技术中，倾角指示器的标定需要进行工程机械本身(例如起重机的转台)的位置、姿态的调节，精度差、效率低的问题，本发明提供了一种能够应用在各种工程机械上的倾角指示器的标定方法、标定系统，其精度好、效率高、实用性强，下面结合附图对本发明提供的优选实施方式中的标定方法、标定系统进行详细描述。

如图1所示，本发明提供一种工程机械的倾角指示器标定方法，本发明中涉及的倾角指示器包括倾角传感器和能够显示该倾角传感器所检测的倾角检测值的倾角显示器，其中，该倾角指示器标定方法包括：将倾角指示器的倾角传感器角度可调节的安装在工程机械的待测部上，以获得该待测部的倾角检测值；使用倾角测量工具测量待测部的倾角实际值；调节倾角传感器的角度，使得倾角检测值等于倾角实际值，以完成倾角指示器的标定。

相应地，如图3所述，本发明还提供一种工程机械的倾角指示器标定系统，该倾角指示器标定系统包括安装在工程机械的待测部1上的倾角传感器2，能够显示该倾角传感器2所检测的倾角检测值的倾角显示器6，以及用于测量待测部1的倾角实际值的倾角测量工具7，其中，倾角传感器2角度可调节地安装在待测部1上。

在上述技术方案中，由于在本发明所提供的标定方法和标定系统中，倾角传感器角度可调节的安装在工程机械上，因此，能够根据倾角测量工具所检测的待测部的实际倾角值，而通过调节倾角传感器本身的角度而快速完成倾角指示器的标定工作，上述标定工作无需进行工程机械本身的移动或调整，精度较好、效率较高，并且成本较低。另外，由于使用了倾角测量工具对待测部进行倾角实际值的测量，无需在待测部上加工水平基准面，也无需要求倾角传感器本身具有复杂的标定结构，可适用于采用市场上任意的倾角传感器的倾角指示器的标定工作，实用性强。

需要说明的是，本发明对提供的标定方法中所包括的前两个步骤顺序(在待测部上安装倾角传感器和测量待测部的倾角实际值)并不做限制，其中图1中的流程图只是本发明提供的优选方式中的流程。具体地，在图1中，首先将倾角指示器的倾角传感器角度可调节的安装在工程机械的待测部上(例如起重机的转台)，以获得该待测部的倾角检测值；然后使用倾角测量工具测量待测部的倾角实际值。这之中，本领域技术人员能够理解的是，由于待测部为一个整体，当倾角测量工具的测量位置和倾角传感器的安装位置位于同一平面时，在测量位置测量的倾角实际值和倾角传感器所检测倾角实际值相同，可以完成请教指示器的标定工作；当所述测量位置和所述安装位置不在同一平面时，由于待测部为一个整体，也可通过多次试验计算出所述测量位置和所述安装位置之间的角度线性关系，然后通过该线性关系即可根据测量位置测量的倾角实际值计算出倾角传感器的安装位置的倾角实际值，同样能够完成倾角指示器的标定工作。因此，只要测量的是待测部的倾角，倾角测量工具的测量位置选择，本发明不做限制。当得到该倾角实际值后，只需要调节倾角传感器本身相对于待测部的角度，使得由倾角显示器显示的倾角检测值等于上述的倾角实际值，从而完成倾角指示器的标定工作。

在未提及的实施方式中，也可以先进行测量待测部的倾角实际值，然后在将倾角指示器安装在待测部上，并在安装后或安装同时根据倾角实际值标定倾角指示器，这种方式同样能够实现本发明的目的。

在本发明的技术方案中，所涉及的倾角指示器中的倾角传感器和倾角显示器均为本领域内所公知的设备，其中，倾角传感器可以为单轴、双轴或其他形式的倾角传感器，其工作原理可以是固摆式或液摆式等。而倾角显示器显示倾角传感器的检测值的原理为本领域技术人员所公知，即通过设置信号采集装置采集倾角传感器输出的模拟信号，实现A/D转换，并将转换的数字信号进行显示。其中，信号采集装置可以单独设置，也可和显示单元集合成一体，本发明对类改变不做限制。另外，本发明所使用的倾角测量工具可以为本领域内测量倾角的任意测量工具，例如水平尺等，只要能够进行倾角检测的测量工具，均适用于本发明，在此不做过多赘述。

在本发明的优选实施方式中，如图3所示，倾角传感器1可以通过角度可调节的安装支架3安装在待测部3上。具体地，安装支架8包括固定板4、固定座5和多个调节螺钉3，倾角传感器2固定在固定板4上，并且该固定板4通过多个调节螺钉3可调节的与固定座5连接，该固定座5固定在待测部1上。因此，可通过调节螺钉3的旋拧实现安装支架8的角度调节，从而实现倾角传感器1的角度调节，完成倾角指示器的角度标定。更具体地，为了使得倾角传感器各个方位的角度均能调节，优选地，调节螺钉32可以设置为四个，并且分别位于固定板5的四个角上，并对应地与固定座5可调节的连接。因此，在实际使用中，可以根据需要调节任意相应的调节螺钉3，从而使得安装支架8上的倾角传感器2实现角度调节。例如，在图3中，需要调节倾角传感器2在左右方向上的倾角，只需要调节倾角传感器3左侧或右侧的调节螺钉即可实现倾角传感器3在左右方向上的倾角调节。

另外，通常倾角传感器2为了方便拆装，优选地倾角传感器2可通过螺钉、螺栓等紧固件可拆卸地安装在固定板4上。而由于工程机械的待测部，例如起重机的转台需要长时间的进行倾角检测，为了保证角度检测的稳定性，固定座5则可通过焊接手段刚性连接在工程机械的待测部上，以使得在长时间的使用西下，倾角传感器可以稳定的工作。此外，本领域技术人员能够理解的是，上述的倾角传感器安装方法/结构只是本发明的一种实施方式，其他可以想到的能够实现倾角传感器可调节的安装在待测部上的方法或结构等均落在本发明的保护范围内，在此不做过多赘述。

在本发明的技术方案中，较为关键的步骤为通过倾角测量工具测量待测部的倾角实际值，其直接影响了倾角指示器的标定工作是否正确，以直接影响了如起重机的工作精确性和安全性。然而，单纯使用倾角测量工具进行测量会存在由测量工具本身的误差(即零点标定发生偏移)等原因造成的倾角测量结果不准确的问题，这将导致最终的倾角指示器标定结果不准确，而影响工程机械的正常使用。因此，本发明还提供一种优选的使用倾角测量工具实现倾角测量方法，其精度好、效率高。

如图2所示，在优选的倾角测量方法中，首先需要沿倾角传感器的检测方向在待测部的测量位置设置倾角测量工具，以获得第一实际值α1；其中为保证测量精度，可多次测量，并取其中的均值为最终的第一实际值α1。

在该测量位置旋转该倾角测量工具至倾角传感器检测方向的相反方向，即将倾角测量工具旋转在该测量位置旋转180度后，以获得第二实际值α2；

最后，计算α1和α2的均值，该均值即为待测部在该检测方向上的倾角实际值α。通过上述技术方案，能够准确地得到倾角实际值α。

其中，由于被测对象(待测部)的倾角保持不变，用同一倾角测量工具分两次测量被测对象倾角，倾角测量工具第一次测量角度为α1，旋转180度后测量角度为α2，因此，可通过求均值的公式α＝(α1+α2)/2计算确定两个步骤中角度的均值，即倾角实际值。需要注意的是，由于α2是旋转180度之后得到的，其相对于α1也可以采用负值计算，此时该公式可以变为α＝[α1-(-α2)]/2。以下分两种情况说明：

第一种情况，如果倾角测量工具本身不存在误差，即其零点标定准确(水平状态下测量值为0)，则α1＝α2，因此，结合公式α＝(α1+α2)/2也可以得出α＝α1＝α2，即倾角实际值＝倾角检测值。

第二种情况，如果倾角测量工具本身存在误差，即其零点标定不准确(水平状态下测量值为α0)，则第一实际值α1＝(α+α0)，旋转后的第二实际值α2＝(α-α0)，因此，结合公式：α＝(α1+α2)/2＝[(α+α0)+(α-α0)]/2，可以看出由于采用了本发明优选的倾角测量方法，倾角测量工具的零点偏移对计算结果不产生影响，因此，这种方法能够保证所得到的倾角实际值α为待测部的真实值，有效保证了倾角测量的精确性。

另外还可以通过举例说明：由于待测部的倾角α未知，但是保持恒定不变，在一次测量过程汇总，所测量的第一实际值α1＝41°，而第二实际值α2＝39°，则α＝(α1+α2)/2＝(41°+39°)/2＝40°，因此可以得出，采用本发明提供的优选的倾角测量方法能够避免由于倾角测量工具本身标定不准确造成的误差，从而得到待测部正确的倾角实际值＝40°，另外还可以快速确定测量工具的零点偏移量为+1°，方便对倾角测量工具本身进行标定。因此，本发明提供的优选的倾角测量方法能够准确得到待测部的倾角实际值，精度好、效率高。

除了上述优选的倾角测量方法外，本发明对其他本领域公知的倾角测量方法不做限制，只要能够实现本发明的目的，本发明对此不做限制。

另外，对于倾角传感器来说，通常包括单轴倾角传感器和双轴倾角传感器等类型，对于单轴倾角传感器来说，可以容易根据上述方法中完成对应的倾角指示器的标定工作。而在工程机械中，为了保证待测部的倾角指示精度，倾角传感器通常采用双轴倾角传感器，由于其具有两个相互垂直的检测轴，即其检测方向为相互垂直的两个方向。因此，在本发明所提供的倾角指示器标定方法中，优选地，首先，沿双轴倾角传感器的的第一检测方向进行测量，以获得该第一检测方向上的倾角实际值，并通过调节倾角传感器的角度标定倾角指示器；然后，沿与第一检测方向垂直的双轴倾角传感器的第二检测方向进行测量，以获得该第二检测方向上的倾角实际值，并通过调节倾角传感器的角度标定倾角指示器，从而完成采用双轴倾角传感器的倾角指示器的标定工作。需要注意的是，由于双轴倾角传感器对应的倾角显示器通常以坐标系(有相互垂直的两个坐标轴组成)的方式显示待测部在两个方向上的倾角检测值，因此，在上述标定过程中，所提及的第一检测方向和第二检测方向必须与所显示坐标系中的两个坐标轴所显示的两个方向相对应，即需要明确实际的检测方向和显示的坐标轴方向相对应，以保证标定的正确性。

综上，本发明提供的工程机械的倾角指示器标定方法和标定系统能够高精度、高效率的完成标定工作，使得使用该标定系统的工程机械，例如起重机的工作精确性和安全性更高。因此具有较高的实用性和推广价值。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种工程机械的倾角指示器标定方法，所述倾角指示器包括倾角传感器和能够显示该倾角传感器所检测的倾角检测值的倾角显示器，其特征在于，所述倾角指示器标定方法包括：

将所述倾角指示器的倾角传感器角度可调节的安装在所述工程机械的待测部上，以获得该待测部的所述倾角检测值；

使用倾角测量工具测量所述待测部的倾角实际值；

调节所述倾角传感器的角度，使得所述倾角检测值等于所述倾角实际值，以完成所述倾角指示器的标定。

2.根据权利要求1所述的工程机械的倾角指示器标定方法，其特征在于，所述倾角传感器通过角度可调节的安装支架安装在所述待测部上。

3.根据权利要求2所述的工程机械的倾角指示器标定方法，其特征在于，所述安装支架包括有固定板、固定座和多个调节螺钉，

将所述倾角传感器固定在所述固定板上，

将该固定板通过所述多个调节螺钉可调节连接在所述固定座上，

并且，将所述固定座固定在所述待测部上。

4.根据权利要求1所述的工程机械的倾角指示器标定方法，其特征在于，在使用所述倾角测量工具测量所述待测部的倾角实际值中，

首先，沿所述倾角传感器的检测方向，在所述待测部的测量位置设置所述倾角测量工具，以获得所述待测部的倾角的第一实际值；

然后，在所述测量位置旋转该倾角测量工具至所述检测方向的相反方向，以获得所述待测部的倾角的第二实际值，则所述待测部在该检测方向上的所述倾角实际值为所述第一实际值和所述第二实际值的均值。 

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的工程机械的倾角指示器标定方法，其特征在于，采用双轴倾角传感器作为所述倾角传感器，该双轴倾角传感的两个检测轴相互垂直，在所述倾角指示器标定方法中，

首先，沿所述双轴倾角传感器的第一检测方向进行测量，以获得所述待测部在该第一检测方向上的倾角实际值，并通过调节所述倾角传感器的角度标定所述倾角指示器；

然后，沿与所述第一检测方向垂直的所述双轴倾角传感器的第二检测方向进行测量，以获得该第二检测方向上的倾角实际值，并通过调节所述倾角传感器的角度标定所述倾角指示器。

6.一种工程机械的倾角传感器标定系统，其特征在于，所述倾角指示器标定系统包括安装在所述工程机械的待测部(1)上的倾角传感器(2)，能够显示该倾角传感器(2)所检测的倾角检测值的倾角显示器(6)，以及用于测量所述待测部(1)的倾角实际值的倾角测量工具(7)，其中，所述倾角传感器(2)角度可调节地安装在所述待测部(1)上。

7.根据权利要求6所述的工程机械的倾角指示器标定系统，其特征在于，所述倾角传感器(2)通过角度可调节的安装支架(8)安装在所述待测部(1)上。

8.根据权利要求7所述的工程机械的倾角指示器标定系统，其特征在于，所述安装支架(8)包括固定板(4)、固定座(5)和多个调节螺钉(3)，所述倾角传感器(2)固定在所述固定板(4)上，并且该固定板(4)通过所述多个调节螺钉(3)可调节的与所述固定座(5)连接，该固定座(5) 固定在所述待测部(1)上。

9.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括权利要求6-8中任意一项所述的工程机械的倾角指示器标定系统。

10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为起重机。 

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