CN107941144B - 挖掘机斗杆旋转角度测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种挖掘机斗杆旋转角度测量装置，动臂上固定连接有销轴，动臂经销轴铰接有斗杆，挖掘机斗杆旋转角度测量装置包括旋转盘、定位杆、传动杆和磁阻角度传感器，旋转盘上开设有装配孔，定位杆连接于销轴轴心位置且与销轴同轴心，定位杆的末端经轴承装配连接旋转盘上的装配孔，传动杆的一端连接斗杆，传动杆的另一端连接旋转盘，磁阻角度传感器包括磁铁件和传感器主体，磁铁件设置于旋转盘上，传感器主体设置于动臂上，传感器主体内设置有磁感应元件。本发明的有益效果：便于装配、拆卸维修，准确测量斗杆旋转角度，角度传感器的可靠性较高。

Description

挖掘机斗杆旋转角度测量装置
技术领域
本发明涉及挖掘机技术领域，特别是涉及一种挖掘机斗杆旋转角度测量装置。
背景技术
随着工程机械智能化水平的提高，挖掘机开始向半自动或者全自动控制方向发展。实现半自动或者全自动控制的前提是，挖掘机可以感知自己的姿态，可以实时测量出动臂、斗杆、铲斗转动的角度。挖掘机的斗杆与动臂通过一个销轴连接，在斗杆液压油缸的推动下，斗杆围绕动臂销轴旋转。目前测量斗杆运动角度的方法有两种：位移测量和角度测量。
位移测量是将斗杆液压油缸更换为带有位移传感器的行程传感油缸，可以实时测量出斗杆油缸运动过程中的长度变化，通过三角函数公式转换为斗杆旋转的角度。但是，行程传感油缸的成本是普通油缸的1.5至2倍，而且位移传感器出现故障后，需要更换整根油缸，维修成本很高，所以使用并不普遍。
角度测量是在动臂与斗杆连接的销轴位置安装一个角度传感器，角度传感器安装在动臂上，角度传感器的旋转轴与销轴同轴，传动杆一端连接斗杆另一端连接角度传感器的旋转轴。当斗杆旋转时，斗杆会通过传动杆带动角度传感器的旋转轴旋转，从而测量出斗杆旋转的角度。但是，对于上述普遍使用的角度测量方案，传动杆与角度传感器的旋转轴直接接触，并且，在安装时，角度传感器的旋转轴必须要与销轴同轴，否则在斗杆旋转过程中，传动杆会产生对角度传感器的侧向力，导致角度传感器损坏。即使在安装时，角度传感器与销轴绝对同轴，但在挖掘机工作一段时间后，动臂与斗杆连接的销轴处，不可避免会产生间隙，也会使得角度传感器与销轴不同轴，仍然会产生侧向力，导致角度传感器损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挖掘机斗杆旋转角度测量装置，解决目前用于测量斗杆旋转角度的角度传感器的旋转轴难以与销轴同轴导致测量斗杆旋转角度不准确且角度传感器可靠性较低的问题。
本发明提供一种挖掘机斗杆旋转角度测量装置，动臂上固定连接有销轴，动臂经销轴铰接有斗杆，挖掘机斗杆旋转角度测量装置包括旋转盘、定位杆、传动杆和磁阻角度传感器，旋转盘上开设有装配孔，定位杆连接于销轴轴心位置且与销轴同轴心，定位杆的末端经轴承装配连接旋转盘上的装配孔，传动杆的一端连接斗杆，传动杆的另一端连接旋转盘，磁阻角度传感器包括磁铁件和传感器主体，磁铁件设置于旋转盘上，传感器主体设置于动臂上，传感器主体内设置有磁感应元件。
进一步的，销轴的轴心开设有螺纹孔，定位杆上设置有外螺纹，定位杆螺纹连接螺纹孔。
进一步的，传感器主体为半环形，磁感应元件沿半环形传感器主体均匀布置，磁铁件位于半环形传感器主体包围的空间。
进一步的，传动杆的一端经螺栓连接斗杆，传动杆的另一端经螺栓连接旋转盘。
进一步的，磁铁件经螺栓连接于旋转盘上。
进一步的，挖掘机斗杆旋转角度测量装置还包括传感器安装板，传感器安装板装配连接于动臂上，传感器安装板上开设有用于定位杆穿过的通孔，传感器主体装配连接于传感器安装板上。
进一步的，传感器安装板经螺栓装配连接于动臂上，传感器主体经螺栓装配连接于传感器安装板上。
与现有技术相比，本发明的挖掘机斗杆旋转角度测量装置具有以下特点和优点：
1、本发明的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，其磁阻角度传感器无旋转轴，省略了旋转轴与销轴同轴安装及调整步骤，提高了装配效率，整体采用螺纹、螺栓连接，进一步提高了装配效率，且便于各部件拆卸维修；
2、本发明的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，销轴与定位杆同轴布置，定位杆上经轴承装配旋转盘，旋转盘上布置磁铁件，旋转盘经传动杆连接斗杆，磁铁件绕定位杆的旋转角度准确反映斗杆绕销轴的旋转角度，磁阻角度传感器中磁感应元件感测磁铁件的旋转角度准确反映磁铁件绕定位杆的旋转角度；
3、本发明的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，传动杆不直接接触磁阻角度传感器，传动杆不会直接将力作用于磁阻角度传感器上，避免磁阻角度传感器受损，磁阻角度传感器的磁铁件和传感器主体不接触、不产生磨损，提高了角度传感器的可靠性。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例挖掘机斗杆旋转角度测量装置的结构示意图；
图2为本发明实施例挖掘机斗杆旋转角度测量装置的装配示意图；
其中，11、动臂,12、斗杆，13、斗杆油缸，2、销轴，3、传感器安装板，4、定位杆，5、轴承，6、旋转盘，7、传动杆，81、磁铁件，82、传感器主体。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例提供一种挖掘机斗杆旋转角度测量装置，包括传感器安装板3、定位杆4、轴承5、旋转盘6、传动杆7及磁阻角度传感器等部件。挖掘机的动臂11上固定连接有销轴2，动臂11经销轴2铰接斗杆12，动臂11上设置斗杆油缸13，斗杆油缸13的伸缩带动斗杆12绕销轴2旋转。销轴2的轴心开设有螺纹孔，定位杆4上设置有外螺纹，定位杆4经螺纹连接销轴2轴心处的螺纹孔，使定位杆4连接于销轴2的轴心位置且使定位杆4与销轴2同轴心。传感器安装板3经螺栓装配连接于动臂11上，传感器安装板3上开设有通孔，定位杆4穿过通孔从传感器安装板3的另一侧露出。旋转盘6的中央位置开设有装配孔，定位杆4的末端经轴承5装配连接旋转盘6上的装配孔。传动杆7的一端经螺栓连接斗杆12，传动杆7的另一端经螺栓连接旋转盘6。磁阻角度传感器包括磁铁件81和传感器主体82，磁铁件81经螺栓连接于旋转盘6上，传感器主体82经螺栓装配连接于传感器安装板3上。传感器主体82为半环形，磁感应元件沿半环形传感器主体82的内部均匀布置，磁铁件81位于半环形传感器主体82包围的空间。
本实施例的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，其运行原理如下：斗杆油缸13的伸缩带动斗杆12绕销轴2旋转，斗杆12经传动杆7带动旋转盘6旋转，旋转盘6上的磁铁件81在半环形传感器主体82包围的空间内旋转，传感器主体82中的磁感应元件感测磁铁件81的旋转角度并输出角度数据。
本实施例的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，其磁阻角度传感器无旋转轴，省略了旋转轴与销轴2同轴安装及调整步骤，提高了装配效率。装置整体采用螺纹、螺栓连接，进一步提高了装配效率，且便于各部件拆卸维修。销轴2与定位杆4同轴布置，定位杆4上经轴承5装配旋转盘6，旋转盘6上布置磁铁件81，旋转盘6经传动杆7连接斗杆12，磁铁件81绕定位杆4的旋转角度准确反映斗杆12绕销轴2的旋转角度，磁阻角度传感器中磁感应元件感测磁铁件81的旋转角度准确反映磁铁件81绕定位杆4的旋转角度，测量斗杆12的旋转角度准确。传动杆7不直接接触磁阻角度传感器，传动杆7不会直接将力作用于磁阻角度传感器上，避免磁阻角度传感器受损，磁阻角度传感器的磁铁件81和传感器主体82不接触、不产生磨损，提高了角度传感器的可靠性，磁铁件81和传感器主体82的装配允许误差可以达到±2.5mm，可以保证挖掘机10000小时工作，而根据经验，挖掘机工作10000小时后，销轴2间隙约2mm。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种挖掘机斗杆旋转角度测量装置，动臂上固定连接有销轴，动臂经销轴铰接有斗杆，其特征在于：挖掘机斗杆旋转角度测量装置包括旋转盘、定位杆、传动杆、传感器安装板和磁阻角度传感器，旋转盘上开设有装配孔，定位杆连接于销轴轴心位置且与销轴同轴心，定位杆的末端经轴承装配连接旋转盘上的装配孔，传动杆的一端连接斗杆，传动杆的另一端连接旋转盘，磁阻角度传感器包括磁铁件和传感器主体，磁铁件设置于旋转盘上，传感器主体设置于动臂上，传感器主体内设置有磁感应元件，销轴的轴心开设有螺纹孔，定位杆上设置有外螺纹，定位杆螺纹连接螺纹孔，传感器安装板装配连接于动臂上，传感器安装板上开设有用于定位杆穿过的通孔，传感器主体装配连接于传感器安装板上，传感器安装板经螺栓装配连接于动臂上，传感器主体经螺栓装配连接于传感器安装板上。
2.根据权利要求1所述的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，其特征在于：传感器主体为半环形，磁感应元件沿半环形传感器主体均匀布置，磁铁件位于半环形传感器主体包围的空间。
3.根据权利要求1所述的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，其特征在于：传动杆的一端经螺栓连接斗杆，传动杆的另一端经螺栓连接旋转盘。
4.根据权利要求1所述的挖掘机斗杆旋转角度测量装置，其特征在于：磁铁件经螺栓连接于旋转盘上。
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