CN102793992B - 臂架变幅检测装置及举高消防车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种臂架变幅检测装置及举高消防车，臂架变幅检测装置包括角度传感器，还包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮固定在臂架的主臂轴上，第二齿轮与第一齿轮啮合，且角度传感器的中心轴固定在第二齿轮的中心，中心轴与第二齿轮的转动轴线重合，角度传感器的外壳固定在转台上。本发明将相对啮合转动的第一齿轮和第二齿轮分别设置在臂架的主臂轴和固定在转台上的角度传感器的中心轴上，在这种结构形式下，臂架在动作过程中产生的变形对主臂轴的影响较小，主臂轴本身不会发生较大的变形，因此也就确保了臂架的变形对角度传感器的影响十分有限，不仅不会使角度传感器的中心轴偏离外壳中心，而且不会形成过大的应力而造成角度传感器的损坏。

Description

臂架变幅检测装置及举高消防车

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种臂架变幅检测装置及举高消防车。

背景技术

现有的巨型登高平台消防车具有可折叠或伸缩的多级钢结构架作为臂架，用来承载工作斗载荷和消防炮喷射反力。臂架与转台通过轴进行连接，转台的一端安装臂架，而另一端则与副车架连接，可以实现360度的回转。臂架可以绕着轴自由旋转，达到臂架起落的效果。

对于现有的巨型登高平台消防车来说，臂架质量通常比较大，有些重达30多吨，因此在臂架起落的运动过程中，将会变化成不同幅度的情况，整车的控制及限制动作也需要有相应的差异。这就要求对臂架变幅的角度进行准确的测量，从而实现对整车更好的控制和保护。

如图1所示，为现有的臂架变幅检测装置的结构示意图，图2为图1中A方向看过去的视图。其中角度传感器2a和罩子1a被安装在转台5a和臂架6a之间，角度传感器2a和罩子1a的中心均处于转动轴线7a上，其中罩子1a固定在转台5a上且罩住角度传感器2a，角度传感器2a的外壳也被固定在转台5a上，而角度传感器2a的中心轴通过连接杆3a固定在安装板4a上，而安装板4a固定在臂架6a的末端。当臂架相对于转动轴线7a转动时，会带动安装板4a运动，进而带动连接杆3a所连接的角度传感器2a的中心轴相对于外壳发生转动，由此角度传感器2a可以根据其外壳和中心轴之间的相对转动情况来测算出臂架6a的运动角度，并在臂架6a达到极限位置时，给予控制器发送相应的信号以控制臂架6a停止起升。

图1、2中所示的臂架变幅检测装置存在着以下问题：

1、由于臂架在动作过程中会产生较大的变形，可能会拉动角度传感器的中心轴偏离其外壳的中心，并有较大的应力作用于角度传感器上，易造成角度传感器的损坏，进而导致测量结果不准确，信号不稳定等问题。

2、由于该装置的安装位置设置在靠内的位置，使得安装困难。

3、该臂架变幅检测装置仅能够实现臂架角度的测量，虽然其能够在极限位置发出指令，但如果其发生电子故障导致限位失效，则可能造成严重的安全事故，因此这种装置的安全保护存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提出一种臂架变幅检测装置及举高消防车，能够对臂架变幅的角度进行稳定的测量，避免角度传感器的损坏。

为实现上述目的，本发明提供了一种臂架变幅检测装置，用于测量臂架相对于转台的变幅角度，包括角度传感器，其中还包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定在所述臂架的主臂轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，且所述角度传感器的中心轴固定在所述第二齿轮的中心，且所述中心轴与所述第二齿轮的转动轴线重合，所述角度传感器的外壳固定在所述转台上。

进一步的，所述第一齿轮固定在所述主臂轴的一端相对所述臂架和转台的铰接位置靠外侧的端面上。

进一步的，所述第一齿轮固定在所述主臂轴的相对所述臂架和转台的铰接位置靠内侧的轴体上。

进一步的，还包括限位开关，所述限位开关固定在所述转台上，且所述限位开关可根据检测到的所述第一齿轮转动的极限位置向所述臂架的控制器发出指令。

进一步的，所述限位开关为凸轮限位机构，所述第一齿轮的第一部分为凸轮结构，且所述限位开关的检测端与所述第一齿轮上的凸轮结构接触，所述凸轮结构设置的范围由所述第一齿轮转动的极限位置确定。

进一步的，所述限位开关为接近开关，所述第一齿轮的第一部分的半径不同于与所述第二齿轮啮合的第二部分的半径或者第一齿轮的第一部分的材质不同于与所述第二齿轮啮合的第二部分的材质，所述限位开关的检测端与所述第一齿轮的第一部分接近，且所述第一齿轮的第一部分设置的范围由所述第一齿轮转动的极限位置确定。

进一步的，所述角度传感器的外壳通过安装板固定在所述转台上。

为实现上述目的，本发明提供了一种举高消防车，包括臂架和转台，所述臂架相对于所述转台能够转动，其中，还包括前述的臂架变幅检测装置。

进一步的，还包括对所述臂架进行角度限位的控制器，能够接收所述臂架变幅检测装置发出的指令。

基于上述技术方案，本发明实施例将相对啮合转动的第一齿轮和第二齿轮分别设置在臂架的主臂轴和固定在转台上的角度传感器的中心轴上，在这种结构形式下，臂架在动作过程中产生的变形对主臂轴的影响较小，主臂轴本身不会发生较大的变形，因此也就确保了臂架的变形对角度传感器的影响十分有限，不仅不会使角度传感器的中心轴偏离外壳中心，而且不会形成过大的应力而造成角度传感器的损坏；在本发明另一实施例中，第一齿轮被固定在主臂轴靠外侧的端面上，相比于现有的内部设置的方式，设置在外部可以尽量减小臂架变化对传感器的影响，而且安装和维护更加方便；在本发明又一实施例中，在转台上还设置有限位开关，可以根据检测到的所述第一齿轮转动的极限位置向所述臂架的控制器发出指令，这样就可以进行臂架的角度限位控制，再结合角度传感器自身的极限位置控制，形成限位的双保险，提供更加安全可靠的保障。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有的臂架变幅检测装置的结构示意图。

图2为图1中A方向看过去的视图。

图3为本发明臂架变幅检测装置的一实施例的结构示意图。

图4为图3实施例中A-A截面的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图3所示，本发明臂架变幅检测装置的一实施例的结构示意图。参考图3并结合图4中的A-A截面，可以看到本实施例中的臂架变幅检测装置用来测量臂架相对于转台的变幅角度。其中，臂架变幅检测装置包括角度传感器4、第一齿轮1和第二齿轮2，第一齿轮1固定在臂架（图中未示出）的主臂轴7上，第二齿轮2与第一齿轮1啮合，角度传感器4的中心轴固定在第二齿轮2的中心，且该中心轴与第二齿轮4的转动轴线重合。角度传感器4的外壳固定在转台8上。

从图上可以看出，主臂轴7穿设于转台8上的铰接孔中，臂架可带动主臂轴7相对于转台8转动一定的角度。现有的臂架变幅检测装置中的臂架发生的变形将直接带动其末端所固定的角度传感器的中心轴发生偏斜，造成过大的应力，而图3中臂架整体发生变形时，对主臂轴7自身造成变形的影响较小，因此固定在主臂轴7上的第一齿轮1几乎不会偏离回转中心，而且即便是第一齿轮随着主臂轴7自身的变形偏离回转中心，由于受到转台8上的铰接孔的限制，变形程度也比较小，而且这种变形并不直接作用在与第二齿轮2连接的角度传感器4。因此本实施例所采用的结合可以确保角度传感器不会因为臂架变形而造成损坏。

在图3和图4的实施例中，第一齿轮1固定在主臂轴7的一端相对臂架和转台8的铰接位置靠外侧的端面上。相应的，第二齿轮2以及角度传感器均设置在转台的外侧。将齿轮以及角度传感器设置在转台的铰接位置的外侧可以进一步的减小臂架变化对传感器的影响，而且相对于现有的转台内侧设置方式在安装和维护上更加方便。

在另一种实施例中，也可以将第一齿轮固定在主臂轴的相对臂架和转台的铰接位置靠内侧的轴体上。相应的，第二齿轮和角度传感器均设置在转台的内侧，这种方式也能够对臂架变幅的角度进行稳定的测量，避免角度传感器的损坏。

在图3和图4的实施例中，可以进一步增加在转台8上固定设置限位开关6，用来根据检测到的第一齿轮1转动的极限位置向臂架的控制器发出指令。这里的极限位置通常与臂架的转动安全范围有关，当到达极限位值或者超过极限位置时，可能造成安全隐患或导致安全事故。

图3和图4中所示的是一种凸轮限位机构实现的限位开关，其中第一齿轮1的第一部分为凸轮结构，且限位开关3的检测端9与第一齿轮1上的凸轮结构接触，凸轮结构设置的范围由第一齿轮1转动的极限位置确定。当转台8相对于主臂轴7转动时，转台8带动固定在其上的限位开关3也围绕主臂轴7转动，此时限位开关3的检测端9在第一齿轮1的凸轮结构的部分滑动，此时限位开关3为闭合状态。而当检测端9脱离凸轮结构时，限位开关3转换为断开状态，此时限位开关3向臂架的控制器发出一个通知指令，以便控制器及时对臂架的变幅角度进行控制，从而避免安全隐患产生或者安全事故的出现。

角度传感器自身随着第二齿轮围绕第一齿轮的转动而测出臂架相对于转台的变幅角度，也可以对极限角度位置进行测量，以避免安全事故的发生，这种电子限位方式存在着发生故障导致失效的可能，因此通过增加凸轮限位机构的这种机械式限位开关可以提供电子限位方式的机械限位的补充，形成限位的双保险，从而大大地提升臂架作业时的安全系数。

在另一个实施例中，限位开关还可以采用接近开关，为了能有效地识别出安全范围，可以将与限位开关的检测端接近的第一齿轮的第一部分的半径设置成不同于与第二齿轮啮合的第二部分的半径，通过半径的不同，使得检测端所检测到的距离发生变化来识别是否脱离安全范围。也可以将限位开关的检测端所接近的第一齿轮的第一部分的材质设置成不同于与所述第二齿轮啮合的第二部分的材质，例如钢铁与尼龙的材质差别，通过检测到的电流或电压来识别是否脱离安全范围。对于第一齿轮上的第一部分所设置的范围可以由第一齿轮转动的极限位置确定。

在图3和图4中，角度传感器4的外壳可以通过安装板5固定在转台8上，以便适应主臂轴相对于转台的不同位置。

从前面所说明的各个本发明臂架变幅检测装置实施例来看，这些臂架变幅检测装置均能够实现对臂架变幅的角度进行稳定的测量，避免角度传感器的损坏。相应的，本发明臂架变幅检测装置实施例可以广泛应用于各种需要臂架变幅控制的工程机械，尤其适合应用在举高消防车中，这种举高消防车包括臂架和转台，臂架相对于所述转台能够转动，通过安装前述的臂架变幅检测装置可以实现对臂架变幅的角度进行稳定的测量，避免角度传感器的损坏。

为了更好的对臂架进行角度限位，举高消防车还可以包括对所述臂架进行角度限位的控制器，能够接收所述臂架变幅检测装置发出的指令。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种臂架变幅检测装置，用于测量臂架相对于转台的变幅角度，包括角度传感器，其特征在于：还包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定在所述臂架的主臂轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，且所述角度传感器的中心轴固定在所述第二齿轮的中心，且所述中心轴与所述第二齿轮的转动轴线重合，所述角度传感器的外壳固定在所述转台上；

还包括限位开关，所述限位开关固定在所述转台上，且所述限位开关可根据检测到的所述第一齿轮转动的与臂架的转动安全范围相关的极限位置向所述臂架的控制器发出指令。

2.根据权利要求1所述的臂架变幅检测装置，其特征在于，所述第一齿轮固定在所述主臂轴的一端相对所述臂架和转台的铰接位置靠外侧的端面上。

3.根据权利要求1所述的臂架变幅检测装置，其特征在于，所述第一齿轮固定在所述主臂轴的相对所述臂架和转台的铰接位置靠内侧的轴体上。

4.根据权利要求1所述的臂架变幅检测装置，其特征在于，所述限位开关为凸轮限位机构，所述第一齿轮的第一部分为凸轮结构，且所述限位开关的检测端与所述第一齿轮上的凸轮结构接触，所述凸轮结构设置的范围由所述第一齿轮转动的极限位置确定。

5.根据权利要求1所述的臂架变幅检测装置，其特征在于，所述限位开关为接近开关，所述第一齿轮的第一部分的半径不同于与所述第二齿轮啮合的第二部分的半径或者第一齿轮的第一部分的材质不同于与所述第二齿轮啮合的第二部分的材质，所述限位开关的检测端与所述第一齿轮的第一部分接近，且所述第一齿轮的第一部分设置的范围由所述第一齿轮转动的极限位置确定。

6.根据权利要求1所述的臂架变幅检测装置，其特征在于，所述角度传感器的外壳通过安装板固定在所述转台上。

7.一种举高消防车，包括臂架和转台，所述臂架相对于所述转台能够转动，其特征在于，还包括权利要求1～6任一所述的臂架变幅检测装置。

8.根据权利要求7所述的举高消防车，其特征在于，还包括对所述臂架进行角度限位的控制器，能够接收所述臂架变幅检测装置发出的指令。