CN105197820A - 一种臂位检测装置、方法及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种臂位检测装置、方法及起重机，其中，臂位检测装置，包括一节基本臂、数节伸缩臂和油缸，还包括测长传感器和臂位校验机构，所述测长传感器设置在所述基本臂上，用于检测所述油缸的行程，确定臂位，所述臂位校验机构包括数个校验接近开关和数个校验检测板，各所述校验接近开关均设置在所述油缸上，每一所述校验检测板对应设置在一节所述伸缩臂上，各所述校验检测板上设置的开孔均不同，用于保证各所述校验接近开关在不同臂位检测到不同的信号；检测过程中，先通过所述测长传感器确定臂位，后通过所述臂位校验机构校验臂位的正确与否。本发明能够提高伸缩臂顺序伸缩的准确性和可靠性。

Description

一种臂位检测装置、方法及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种臂位检测装置、方法及起重机。

背景技术

目前，起重机上使用的起重臂伸缩机构主要包括单缸插销式机构及油缸加绳排式机构两种。对于具有六节及六节以上起重臂的起重机产品，单缸插销伸缩机构是普遍采用的一种机构形式。其主要特点是采用单个油缸来推动各节臂的伸缩，每节臂在0％～100％的长度之间一般设置四个臂销孔，尾部两侧则各有一个缸销孔，臂销位于每节臂的尾部，用于臂与臂之间的锁定，缸销位于油缸缸筒的缸帽部位，用于推动每节臂的伸缩。起重臂伸时按照从前到后的顺序，缩时按照从后到前的顺序进行控制。

目前起重机采用接近开关配合检测板的方式检测臂位，在每一节伸缩臂后端的左或右侧都安装了接近开关检测板，在油缸缸头两侧的浮动尼龙块上固定安装若干个接近开关，分别可以检测每节伸缩臂臂尾位置的检测板。采用机电液相结合的综合控制技术来实现单个油缸自动进行多节起重臂伸缩目标的控制，缸销、臂销能够按照设定的逻辑顺序接受控制，进行锁定或解锁，并在每一个锁定或解锁动作完成指令后，进行检测并反馈完成信号给控制器，控制器可以进行下一步的运动操作。操作者根据工况进行起重臂伸缩长度设定后，控制系统通过对油缸尾部缸销和各节臂上的臂销的位置的检测及对油缸伸缩长度的测量，将检测的开关量和模拟量信号传送给控制器，控制器根据反馈的信号，按照设定的伸缩目标和控制逻辑，自动进行起重臂的伸缩控制。

由于仅采用一组接近开关检测臂位，无其他校验装置，当某个接近开关出现故障，可能会出现臂位找错的情况，此时反馈给控制器的信息错误，控制器根据错误的信息不能正确的控制起重臂的伸缩，可靠性不高。

发明内容

本发明的目的是提出一种臂位检测装置、方法及起重机，其能够提高伸缩臂顺序伸缩的准确性和可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种臂位检测装置，其包括一节基本臂、数节伸缩臂和油缸，还包括测长传感器和臂位校验机构，所述测长传感器设置在所述基本臂上，用于检测所述油缸的行程，确定臂位，所述臂位校验机构包括数个校验接近开关和数个校验检测板，各所述校验接近开关均设置在所述油缸上，每一所述校验检测板对应设置在一节所述伸缩臂上，各所述校验检测板上设置的开孔均不同，用于保证各所述校验接近开关在不同臂位检测到不同的信号；检测过程中，先通过所述测长传感器确定臂位，后通过所述臂位校验机构校验臂位的正确与否。

在一优选或可选实施例中，还包括减速机构，所述减速机构包括数个减速接近开关和数个减速检测板，各所述减速接近开关均设置在所述油缸上，每一所述减速检测板对应设置在一节所述伸缩臂上；所述油缸在某一节所述伸缩臂中伸缩确定臂位的过程中，各所述减速接近开关依次检测到该节所述伸缩臂上的所述减速检测板，每一所述减速接近开关检测到所述减速检测板时，所述油缸减速一次。

在一优选或可选实施例中，数个所述校验接近开关作为一组设置在所述油缸的缸头左侧；数个所述减速接近开关作为另一组设置在所述油缸的缸头右侧；对应的，每一节所述伸缩臂的左侧设置校验检测板，每一节所述伸缩臂的右侧设置所述减速检验板。

在一优选或可选实施例中，所述减速接近开关包括伸减速接近开关和缩减速接近开关，数个所述伸减速接近开关设置在所述缸头右侧靠近前部的位置，数个所述缩减速接近开关设置在所述缸头右侧靠近后部的位置。

在一优选或可选实施例中，所述伸减速接近开关和所述缩减速接近开关分两排设置，各所述伸减速接近开关沿所述油缸移动方向设置在同一排上，各所述缩减速接近开关沿所述油缸移动方向设置在同一排上。

在一优选或可选实施例中，所述校验接近开关为四个，所述伸减速接近开关为两个，所述缩减速接近开关为两个。

在一优选或可选实施例中，数个所述校验接近开关设置在所述油缸的缸头左侧的浮动尼龙块上；数个所述减速接近开关设置在所述油缸的缸头右侧的浮动尼龙块上。

在一优选或可选实施例中，还包括控制器，所述控制器电连接所述测长传感器、校验接近开关和减速接近开关。

为实现上述目的，本发明还提供了一种臂位检测方法，其包括以下步骤：

确定臂位：选定需要伸缩的伸缩臂，油缸进行伸缩动作，通过测长传感器实时检测油缸伸缩长度，当达到选定伸缩臂后，释放缸销，通过缸销将油缸与选定的伸缩臂锁定；

校验臂位：通过臂位校验机构进行臂位校验，由于各节伸缩臂上的校验检测板的开孔不同，因此，数个校验接近开关在不同臂位检测到的校验信号不同，可组合发送满足不同伸缩臂节数的校验信号，若发送的校验信号与选定的臂位一致，则进行下一步的运动操作，若发送的校验信号与选定的臂位不一致，则进行故障诊断。

在一优选或可选实施例中，在确定臂位的过程中，当测长传感器检测到油缸的伸缩长度达到一预定值时，开始处理减速接近开关发出的信号，每一减速接近开关检测到减速检测板，降低一次油缸的运行速度，当最后的减速接近开关检测到减速检测板时，最后一次降低油缸的运行速度，并且释放缸销，通过缸销将油缸与选定的伸缩臂锁定。

为实现上述目的，本发明还提供了一种起重机，其包括上述任一实施例中的臂位检测装置。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过测长传感器寻找臂位，通过一组校验接近开关校验所找臂位的正确与否，两组机构配合作用，提高了伸缩臂顺序伸缩的准确率。

在一优选或可选实施例中，通过设置一组用于减速检测的减速接近开关，能够提前减速油缸，释放缸销，保证缸销可准确有效的将油缸与伸缩臂锁死。

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为本发明提供的臂位检测装置的结构示意图；

图2为本发明提供的用于减速检测的接近开关的布置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

首先对本发明中涉及到的技术术语进行解释。

臂销机构：臂销的作用是实现臂节之间的锁定和解锁，臂销初始位置在弹簧力的作用下可以运动到另一节臂的臂销孔中，使得臂与臂之间不能相互运动以达到刚性锁定的目的，当臂销受油缸上的臂销缸作用时，臂销可向相反方向移动并从另一节臂的臂销中缩回，臂与臂之间处于解锁状态就可以相互间运动，达到解锁的目的。

缸销机构：缸销运动作用是实现油缸与吊臂之间的锁定和解锁。缸销初始位置在弹簧力的作用下可以向左右方向运动，并可以伸进吊臂后端两侧的缸销孔中达到与吊臂刚性锁定的目的，这时油缸与吊臂锁定成为一体，当缸销在缸销油缸的作用下，回缩出缸销孔时，吊臂与油缸就成为可以相互运动的分离体，达到解锁的目的。

测长传感器：能检测长度的器件或装置称为测长传感器，其是指能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。

如图1所示，为本发明提供的臂位检测装置的示意性实施例，在该示意性实施例中，臂位检测装置可以包括一节基本臂、数节伸缩臂(至少一节伸缩臂)和油缸1，其中，基本臂固定不动，基本臂内设置第一节伸缩臂，第一节伸缩臂内设置第二节伸缩臂，依次类推，油缸1的一端固定连接基本臂，另一端可以通过缸销机构与任一节伸缩臂锁定和解锁，各节伸缩臂之间可以通过臂销机构进行锁定和解锁。

臂位检测装置还可以包括测长传感器2和臂位校验机构，测长传感器2设置在基本臂内，用于检测油缸1的行程，确定臂位，臂位校验机构包括数个校验接近开关3和数个校验检测板，各校验接近开关3均设置在油缸1上，每一校验检测板对应设置在一节伸缩臂上，各校验检测板上均可以设置有开孔，与检测板上开孔的位置相对于的校验接近开关3不会发出信号，各个校验检验板上设置的开孔位置和/或开孔数量均可以不同，因此，各校验接近开关3在不同校验检验板上检测发出的信号也不同，进而能够保证各校验接近开关3在不同臂位检测到的信号不同。检测过程中，先通过测长传感器2确定臂位，然后通过臂位校验机构校验臂位的正确与否。

通过上述示意性实施例中提供的臂位检测装置进行臂位检测的方法包括以下步骤：

确定臂位：首先，选定需要伸缩的伸缩臂，油缸1进行伸缩动作，通过测长传感器2实时检测油缸1的伸缩长度，当达到选定伸缩臂后，释放缸销，通过缸销将油缸1与选定的伸缩臂锁定；

校验臂位：然后，通过臂位校验机构进行臂位校验，由于各节伸缩臂上的校验检测板的开孔位置和/或开孔数量不同，因此，数个校验接近开关3在不同臂位检测所对应的校验检测板后，所发出的校验信号不同，可组合发送满足不同伸缩臂节数的校验信号，若发送的校验信号与选定的臂位一致，则进行下一步的运动操作，若发送的校验信号与选定的臂位不一致，则进行故障诊断。

本发明提供的臂位检测装置，通过测长传感器2和臂位校验机构的配合，寻找臂位与校验臂位采用不同机构，可有效判定当前臂位与设定臂位是否一致。

在本发明提供的臂位检测装置的示意性实施例中，臂位检测装置还可以包括减速机构，减速机构可以包括数个减速接近开关4和数个减速检测板，各减速接近开关4均设置在油缸1上，每一减速检测板对应设置在一节伸缩臂上；油缸1在某一节伸缩臂中伸缩确定臂位的过程中，各减速接近开关4依次检测到该节伸缩臂上的减速检测板，每一减速接近开关4检测到减速检测板时，油缸1减速一次。

上述示意性实施例中，在确定臂位的过程中，当测长传感器2检测到油缸1的伸缩长度达到一预定值时，开始处理减速接近开关4发出的信号，每一减速接近开关4检测到减速检测板，降低一次油缸1的运行速度，当最后的减速接近开关4检测到减速检测板时，最后一次降低油缸1的运行速度，并且释放缸销，通过缸销将油缸1与选定的伸缩臂锁定。

上述示意性实施例中，通过设置一组用于减速检测的减速接近开关4，能够提前减速油缸1，释放缸销，确保通过缸销可准确有效的将油缸1和伸缩臂锁死。

在本发明提供的臂位检测装置的示意性实施例中，数个校验接近开关3可以作为一组设置在油缸1的缸头左侧的浮动尼龙块5上；数个减速接近开关4可以作为另一组设置在油缸1的缸头右侧的浮动尼龙块6上；对应的，每一节伸缩臂的左侧可以设置校验检测板，每一节伸缩臂的右侧可以设置减速检验板。

如图2所示，减速接近开关4可以包括伸减速接近开关41和缩减速接近开关42，数个伸减速接近开关41设置在缸头右侧靠近前部的位置，在向前伸油缸1的过程，伸减速接近开关41能够先检测到检测板；数个缩减速接近开关42设置在缸头右侧靠近后部的位置，在向后缩油缸1的过程中，缩减速接近开关42能够先检测到检测板。并且，伸减速接近开关41和缩减速接近开关42可以分两排设置，各伸减速接近开关41沿油缸1移动方向设置在同一排上，各缩减速接近开关42沿油缸1移动方向设置在同一排上。在伸油缸1的过程中，只处理伸减速接近开关41发出的信号，在缩油缸1的过程中，只处理缩减速接近开关42发出的信号。

在本发明提供的臂位检测装置的示意性实施例中，臂位检测装置还可以包括控制器，控制器电连接测长传感器2、校验接近开关3和减速接近开关4，测长传感器2、校验接近开关3和减速接近开关4发出的信号传送给控制器，由控制器进行判断，并发出控制油缸1动作的指令。

下面列举本发明提供的臂位检测装置的一具体实施例，在该具体实施例中，测长传感器2可以设置一个，校验接近开关3可以设置四个，伸减速接近开关41可以设置两个，缩减速接近开关42也可以设置两个，控制器可以设置一个。

具体为：四个校验接近开关3作为一组安装于油缸1的缸头左侧的浮动尼龙块5上，整齐排列，用于校验臂位。两个伸减速接近开关41和两个缩减速接近开关42作为另一组用于油缸1提前减速检测；两个伸减速接近开关41和两个缩减速接近开关42安装于油缸1的缸头右侧的浮动尼龙块6上，错开排列，左边两个伸减速接近开关41用于油缸1伸出减速，右边两个缩减速接近开关42用于油缸1缩回减速。对应的，用于校验臂位的校验检测板安装于每一节伸缩臂后端的左侧；用于油缸1提前减速检测的减速检测板安装于每一节伸缩臂后端的右侧。

上述具体实施例中的臂位检测装置的工作过程为：用测长传感器2测量油缸1行程以找到设定的臂位，当一组用于减速检测的减速接近开关4检测到减速检测板时，向控制器发送信号，油缸1开始减速，经两次减速后释放缸销，待油缸1通过缸销与伸缩臂锁定后，进行臂位校验，一组用于臂位校验的校验接近开关3将检测到的信号发送给控制器，控制器可以进行下一步的运动操作。

由于油缸1的动作包括伸出动作和缩回动作，因此，上述具体实施例中的臂位检测装置在油缸1伸出动作和缩回动作中的工作过程如下：

进行伸出动作时：操作者根据工况选定起重臂的伸出长度，测长传感器2实时检测油缸1的伸出长度并将信号发送给控制器，当测长传感器2检测的伸出长度达到控制器计算值一定范围内，控制器开始处理伸减速接近开关41发出的信号。第一个伸减速接近开关41检测到检测板，向控制器发送信号，控制器第一次降低油缸1的运行速度，油缸1低速向前运行，第二个伸减速接近开关41检测到检测板，向控制器发送信号，控制器第二次降低油缸1的运行速度，并且释放缸销，缸销慢慢滑进缸销孔，将油缸1和伸缩臂锁定。缸销锁定后向控制器发送信号，然后进行臂位校验。由于每节伸缩臂的尾部的校验检测板的开孔不同，因此，能够保证不同臂位对应不同的信号，四个校验接近开关3进行检测，可组合发送满足现有起重机不同伸缩臂节数的信号。控制器处理校验接近开关3发送的信号，若接收的信号与设定的臂位一致，控制器进行下一步的运动操作。若接收的信号与设定的臂位不一致，进行故障诊断。

进行缩回动作时：操作者根据工况选定起重臂的缩回长度，测长传感器2实时检测油缸1的缩回长度并将信号发送给控制器，当测长传感器2检测的缩回长度达到控制器计算值一定范围内，控制器开始处理缩减速接近开关42发出的信号，第一个缩减速接近开关42检测到检测板，向控制器发送信号，控制器第一次降低油缸1的运行速度，油缸1低速向后运行，第二个缩减速接近开关42检测到检测板，向控制器发送信号，控制器第二次降低油缸1的运行速度，并且释放缸销，缸销慢慢滑进缸销孔，将油缸1和伸缩臂锁定。缸销锁定后向控制器发送信号，然后进行臂位校验。由于每节伸缩臂的尾部的校验检测板的开孔不同，因此，能够保证不同臂位对应不同的信号，四个校验接近开关3进行检测，可组合发送满足现有起重机不同伸缩臂节数的信号。控制器处理校验接近开关3发送的信号，若接收的信号与设定的臂位一致，控制器进行下一步的运动操作。若接收的信号与设定的臂位不一致，进行故障诊断。

上述具体实施例中的臂位检测装置的伸臂流程可以简化为:

向前找臂位的情况下：拔缸销→找臂位→两次减速→插缸销→检验臂位→拔臂销→伸臂→插臂销。

向后找臂位的情况下：拔缸销→找臂位→两次减速→插缸销→检验臂位→拔臂销→伸臂→插臂销。

上述具体实施例中的臂位检测装置的缩臂流程可以简化为:

缩非当前臂的情况下：拔缸销→找臂位→两次减速→插缸销→检验臂位→拔臂销→缩臂→插臂销。

本发明提供的臂位检测装置可以应用在单缸插销式起重机上。

在本发明提供的起重机示意性实施例中，起重机包括基本臂、数节伸缩臂、油缸、臂销机构和缸销机构，还包括上述任一实施例中的臂位检测装置。

通过本发明提供的臂位检测装置，能够保证各个缸销与臂销能够按照设定的逻辑顺序接受控制，准确的进行锁定或解锁。

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 (11)

1.一种臂位检测装置，包括一节基本臂、数节伸缩臂和油缸，其特征在于：还包括测长传感器和臂位校验机构，所述测长传感器设置在所述基本臂上，用于检测所述油缸的行程，确定臂位，所述臂位校验机构包括数个校验接近开关和数个校验检测板，各所述校验接近开关均设置在所述油缸上，每一所述校验检测板对应设置在一节所述伸缩臂上，各所述校验检测板上设置的开孔均不同，用于保证各所述校验接近开关在不同臂位检测到不同的信号；检测过程中，先通过所述测长传感器确定臂位，后通过所述臂位校验机构校验臂位的正确与否。

2.如权利要求1所述的臂位检测装置，其特征在于：还包括减速机构，所述减速机构包括数个减速接近开关和数个减速检测板，各所述减速接近开关均设置在所述油缸上，每一所述减速检测板对应设置在一节所述伸缩臂上；所述油缸在某一节所述伸缩臂中伸缩确定臂位的过程中，各所述减速接近开关依次检测到该节所述伸缩臂上的所述减速检测板，每一所述减速接近开关检测到所述减速检测板时，所述油缸减速一次。

3.如权利要求2所述的臂位检测装置，其特征在于：数个所述校验接近开关作为一组设置在所述油缸的缸头左侧；数个所述减速接近开关作为另一组设置在所述油缸的缸头右侧；对应的，每一节所述伸缩臂的左侧设置校验检测板，每一节所述伸缩臂的右侧设置所述减速检验板。

4.如权利要求3所述的臂位检测装置，其特征在于：所述减速接近开关包括伸减速接近开关和缩减速接近开关，数个所述伸减速接近开关设置在所述缸头右侧靠近前部的位置，数个所述缩减速接近开关设置在所述缸头右侧靠近后部的位置。

5.如权利要求4所述的臂位检测装置，其特征在于：所述伸减速接近开关和所述缩减速接近开关分两排设置，各所述伸减速接近开关沿所述油缸移动方向设置在同一排上，各所述缩减速接近开关沿所述油缸移动方向设置在同一排上。

6.如权利要求5所述的臂位检测装置，其特征在于：所述校验接近开关为四个，所述伸减速接近开关为两个，所述缩减速接近开关为两个。

7.如权利要求3所述的臂位检测装置，其特征在于：数个所述校验接近开关设置在所述油缸的缸头左侧的浮动尼龙块上；数个所述减速接近开关设置在所述油缸的缸头右侧的浮动尼龙块上。

8.如权利要求2-7任一项所述的臂位检测装置，其特征在于：还包括控制器，所述控制器电连接所述测长传感器、校验接近开关和减速接近开关。

9.一种臂位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定臂位：选定需要伸缩的伸缩臂，油缸进行伸缩动作，通过测长传感器实时检测油缸伸缩长度，当达到选定伸缩臂后，释放缸销，通过缸销将油缸与选定的伸缩臂锁定；

校验臂位：通过臂位校验机构进行臂位校验，由于各节伸缩臂上的校验检测板的开孔不同，因此，数个校验接近开关在不同臂位检测到的校验信号不同，可组合发送满足不同伸缩臂节数的校验信号，若发送的校验信号与选定的臂位一致，则进行下一步的运动操作，若发送的校验信号与选定的臂位不一致，则进行故障诊断。

10.如权利要求9所述的臂位检测方法，其特征在于：在确定臂位的过程中，当测长传感器检测到油缸的伸缩长度达到一预定值时，开始处理减速接近开关发出的信号，每一减速接近开关检测到减速检测板，降低一次油缸的运行速度，当最后的减速接近开关检测到减速检测板时，最后一次降低油缸的运行速度，并且释放缸销，通过缸销将油缸与选定的伸缩臂锁定。

11.一种起重机，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的臂位检测装置。