CN111465820B - 移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置 - Google Patents

移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置 Download PDF

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Abstract

在起重臂旋转角度检测装置(30)中,旋转轴承(3)将起重机用起重臂(6)支承为能够旋转,形成在旋转轴承(3)上的环形齿轮(22)与小齿轮(21)相啮合,在小齿轮(21)的轴端安装有旋转角度检测用齿轮(31),其旋转量通过旋转角度检测用接近传感器(32)而被检测。由于旋转角度检测用齿轮(31)不与构成旋转力传递机构的环形齿轮(22)、小齿轮(21)相啮合,所以,不会附着有润滑油,也不会出现:旋转角度检测用齿轮(31)的检测用外齿(31a)产生磨损的情形,从而能够高精度地检测旋转角度。

Description

移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置
技术领域
本发明涉及一种履带起重机等移动式起重机,特别是涉及一种对起重机用起重臂的旋转角度进行检测的起重臂旋转角度检测装置。
背景技术
履带起重机等移动式起重机具备安全装置。安全装置是用来:在起重机作业状态越过安全作业区域的情况下,强制性地使起重机自动停止下来,以便防止其倒塌等于未然。起重机的安定性根据起重机用起重臂的旋转角度而呈现不同,为了充分发挥其能力,需要对起重机用起重臂的旋转角度进行检测。
起重机中的起重臂旋转角度检测装置例如已经公开在专利文献1~3。根据这些专利文献所记载的起重臂旋转角度检测装置,为了检测设置在旋转轴承的环形齿轮的旋转量,而使传感器齿轮与环形齿轮相啮合,其中,所述旋转轴承配置在:搭载有起重机用起重臂的起重臂旋转台、与下部行驶体之间。或者,将接近传感器以对置方式配置于环形齿轮。基于由这些传感器检测到的环形齿轮的旋转量,来运算上部旋转体的旋转角度。另外,在专利文献1中,配置有:基准突起、以及用于检测该基准突起的基准位置传感器,来获取从基准位置起算的旋转角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-74751号公报
专利文献2:日本特开平9-142789号公报
专利文献3:日本特开2007-176650号公报
发明内容
以往的起重臂旋转角度检测装置应该解决的是如下所述的课题。首先,施加到旋转力传递机构上的振动、挠曲等会直接作用于:将旋转力传递给起重臂旋转台的传递部件亦即环形齿轮、或者、与该环形齿轮直接相啮合的传感器齿轮,因为这样的振动、挠曲等原因,有时会导致检测精度降低。另外,一边与环形齿轮等相啮合一边旋转的传感器齿轮有时会产生磨损,因为这个原因,检测精度也会降低。
另外,在配置了与环形齿轮相啮合的传感器齿轮的情况下,还需要配置:用于对传感器齿轮进行支承的轴承机构等,这会导致部件数量增加,检测机构变得复杂,有时还不能确保设置场地。
此外,在通过接近传感器来检测环形齿轮的旋转量、或者与该环形齿轮相啮合的小齿轮等的旋转量的情况下,有时因为涂敷在环形齿轮上的润滑油、环形齿轮所产生的振动/磨损等原因,检测精度也会降低。
本发明是鉴于上述这样的问题点而完成的,其目的在于提供一种能够以较少的部件数量来构成的、且不需要较多的设置空间就能够高精度地检测起重臂旋转角度的移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置。
为了解决上述课题,本发明涉及一种移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置,其对起重机用起重臂的从旋转收纳位置起算的旋转角度进行检测,其特征在于,所述移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置具备:旋转角度检测用齿轮,其以一体旋转的方式呈同轴地安装于下部行驶体侧的作为旋转减速器的输出元件的小齿轮的轴端,所述旋转减速器能够将旋转力传递给安装在所述起重机用起重臂侧的环形齿轮;旋转角度检测用接近传感器,其用于检测旋转角度检测用齿轮的旋转量;旋转收纳位置传感器,其用于检测起重机用起重臂的旋转收纳位置;以及控制器,其具有基于由旋转角度检测用接近传感器所检测的旋转量而对起重机用起重臂的旋转量进行运算的旋转量运算部、基于该旋转量而对旋转角度进行运算的旋转角度运算部、以及一旦由旋转收纳位置传感器检测到旋转收纳位置就将旋转角度复位到0度的旋转角度0点调整部。
根据本发明,在与起重机用起重臂侧的环形齿轮相啮合的下部行驶体侧的小齿轮的一端,安装有旋转角度检测用齿轮,与小齿轮一体地进行旋转的旋转用检测齿轮的旋转量是通过旋转角度检测用接近传感器而被检测的。旋转角度检测用齿轮不与构成旋转力传递机构的部件亦即环形齿轮、小齿轮相啮合。据此,润滑油、磨损粉等异物不会从环形齿轮、小齿轮那一侧附着于旋转角度检测用齿轮。另外,也不会出现:所产生的振动、挠曲等直接作用于旋转力传递系统的情形。此外,还不会出现:因为啮合而导致旋转角度检测用齿轮的检测用的外齿的部分产生磨损的情形。
因此,能够避免下述的情形,即:润滑油、异物附着于在旋转角度检测用接近传感器的检测位置通过的旋转角度检测用齿轮所设置的大量细小的外齿之间,从而导致在传感器位置通过的外齿的个数的检测精度呈现降低等弊病的情形。另外,因为可以将旋转角度检测用齿轮与旋转角度检测用接近传感器之间的间隔保持为恒定,所以,能够高精度地检测旋转角度检测用齿轮的旋转量。此外,因为旋转角度检测用齿轮不是旋转力传递机构的构成部件,所以,能够自由地设定:在旋转角度检测用齿轮设置的检测用的外齿的数量,从而能够容易地以所希望的分辨率来检测旋转体的旋转角度。除此之外,角度检测用齿轮安装在:作为旋转力传递机构的构成部件的小齿轮的一端。与将旋转角度检测用齿轮通过轴承机构等而设置在独立的位置的情况相比,不必需要多的设置空间,且部件数量较少即可。
附图说明
图1是能够应用本发明的小型移动式起重机的主视图。
图2是图1的移动式起重机的作业中的状态的一例的示意图。
图3是表示组装于图1的移动式起重机中的起重臂旋转角度检测装置的示意图。
具体实施方式
下面,参照附图,对应用本发明的移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置的一例进行说明。另外,以下所述的实施方式只是显示本发明一例而已,本发明并非限定于实施方式的构成。
(移动式起重机的例子)
图1是能够应用本发明的小型移动式起重机的一例的主视图,图2是该起重机作业中的状态的一例的示意图。移动式起重机1具备由履带构成的下部行驶体2。上部旋转体4借助旋转轴承3以能够旋转的状态被搭载于下部行驶体2。上部旋转体4具备:通过旋转轴承3而相对于下部行驶体2能够旋转地被支承于下部行驶体2的起重臂旋转台5、以及搭载于起重臂旋转台5的折臂式的起重机用起重臂6。
当然,起重机用起重臂6也可以是直臂式等除折臂式以外的起重臂。在下部行驶体2的四个角安装有4座液压支腿7。在下部行驶体2的一方端部,配置有:该下部行驶体2的行驶操作杆8,在下部行驶体2的另一方端部,搭载有:控制盘9以及起重机操作杆10。另外,移动式起重机1能够使用无线电控制操作杆(未图示)来进行远程操作。
起重机用起重臂6具备:第1起重臂11以及第2起重臂12。起重臂旋转台5被旋转轴承3支承,第1起重臂11绕着起重臂旋转台5的旋转中心而朝向左右方向进行旋转。在起重臂旋转台5与第1起重臂11之间架设有一对起伏气缸13,通过起伏气缸13的伸缩,第1起重臂11进行起伏动作。第1起重臂11的前端部与第2起重臂12的后端部之间是通过折臂铰接机构14而被连结起来。一旦使折臂铰接机构14的气缸15进行伸缩,第2起重臂12就会相对于第1起重臂11进行起伏。第2起重臂12是多段的起重臂,能够在其轴线方向上进行伸缩动作。
将液压支腿7从图1所示的收纳状态以朝向外侧的方式进行旋转而伸展出去,使得下部行驶体2从接地面向上浮起。如图2所示,移动式起重机1被固定在稳定的状态。在该状态下,使起重机用起重臂6从作为初始位置的旋转收纳位置朝向左右进行旋转,来进行起重机用起重臂6的起伏、伸长,从而进行起重作业。
(起重臂旋转角度检测装置)
图3是表示:组装于上述构成的移动式起重机1中的起重机用起重臂6的旋转力传递机构的构成部件、以及起重臂旋转角度检测装置的一例的示意图。
将旋转力传递给起重机用起重臂6侧的旋转力传递机构具备:搭载在下部行驶体2的未图示的液压马达;以及使液压马达的旋转力减速且将其传递给对起重机用起重臂6进行支承的起重臂旋转台5侧的未图示的旋转减速器。在图3中,示出了:作为旋转减速器的输出元件的小齿轮21,且该小齿轮21垂直地配置在下部行驶体2的上端部2a。另外,旋转力传递机构具备环形齿轮22(图3中仅仅示出了外齿形状的一部分,省略了其它部分。),该环形齿轮22一体地形成在旋转轴承3中的对起重臂旋转台5进行支承的旋转侧部件的圆形外周面上。小齿轮21与环形齿轮22相啮合,旋转力借助这2个齿轮而被传递。
用于对起重机用起重臂6的旋转角度进行检测的起重臂旋转角度检测装置30具备:旋转角度检测用齿轮31;旋转角度检测用接近传感器32;作为旋转收纳位置传感器的限制开关33;以及搭载在控制盘9(参照图1)的控制器34。在图3中,用单点划线示出了控制器34以及信号传递路径(有线或者无线)。另外,通过安装在下部行驶体2的上端部2a的防尘罩35,来对旋转角度检测用齿轮31、旋转角度检测用接近传感器32以及限制开关33进行覆盖。在图3中,用双点划线示出了防尘罩35。
旋转角度检测用齿轮31以一体地旋转的方式同轴地被固定于:旋转力传递机构的小齿轮21的一方的轴端亦即上侧的轴端。在旋转角度检测用齿轮31的外周面,以恒定间隔而形成有检测用外齿31a。
旋转角度检测用接近传感器32相对于旋转角度检测用齿轮31而被配置在:沿着环形齿轮22外周的方向上的邻接位置。L形的安装用托架36被固定在下部行驶体2的上端部,并且在该L形的安装用托架36的上端部,以朝向旋转角度检测用齿轮31的旋转中心的方式而呈水平地安装有旋转角度检测用接近传感器32。旋转角度检测用接近传感器32的前端面32a与旋转角度检测用齿轮31的检测用外齿31a隔着微小间隔地相对置。旋转角度检测用接近传感器32例如为光学传感器,用于对经过其检测位置的检测用外齿31a进行检测。
作为旋转收纳位置传感器的限制开关33沿着环形齿轮22的圆周方向而邻接配置在:相对于旋转角度检测用齿轮31而言处于与旋转角度检测用接近传感器32相反一侧的位置。限制开关33用于对起重机用起重臂6的旋转收纳位置进行检测。旋转收纳位置是:起重机用起重臂6(起重臂旋转台5)的旋转角度为0度时的位置,在行驶状态等状态下,起重机用起重臂6返回旋转收纳位置而被收纳起来。
检测用环37呈同轴地被安装在:起重臂旋转台5上的环形齿轮22的上侧。伴随着规定的弹力,限制开关33的动作用杆33a的前端滚子沿着朝向检测用环37中心的方向而被按压于检测用环37的圆形外周面37a。在检测用环37的圆形外周面37a形成有V槽37b,在起重臂旋转台5旋转到旋转收纳位置的状态下,动作用杆33a的前端滚子能够朝向半径方向内侧而嵌入于V槽37b。通过嵌入于V槽37b,限制开关33的动作用杆33a进行动作,输出:用于表示旋转收纳位置的检测信号。作为限制开关33的检测部,当然也可以替代V槽37b而配置突起等。
防尘罩35具备:沿着起重臂旋转台5上的检测用环37的圆形外周面37a的上端缘而配置的水平的顶板部分35a;以及从顶板部分35a的除了检测用环37侧的内周缘部以外的两侧以及外周侧的边缘部起呈直角地向下方延伸的侧板部分35b。通过安装在下部行驶体2的上端部2a上表面的防尘罩35,除了朝向起重臂旋转台5侧的内周侧部分以外,对旋转角度检测用齿轮31、旋转角度检测用接近传感器32、以及限制开关33进行遮盖。
接着,控制器34是作为旋转量运算部41、旋转角度运算部42、以及旋转角度0点调整部43而发挥作用。旋转量运算部41基于通过旋转角度检测用接近传感器32而检测的旋转角度检测用齿轮31的旋转量、亦即检测到的检测用外齿31a的数量,来对起重机用起重臂6的旋转量进行运算。旋转角度运算部42基于所运算出的旋转量,来对起重机用起重臂6的旋转角度进行运算。旋转角度是:从起重机用起重臂6开始旋转的时间点的旋转收纳位置起算的旋转角度。
每当使起重机用起重臂6反复旋转而进行作业时,就会计算出起重机用起重臂6的旋转角度。所计算出的旋转角度一旦含有误差,通过起重机用起重臂6的反复的旋转,误差就会累积,在安全方面有时会产生不能无视的那种大小的检测误差。在本例中,当起重机用起重臂6返回到旋转收纳位置时,从作为旋转收纳位置传感器的限制开关33会输出:用于表示旋转角度为0度时的旋转收纳位置的检测信号。
控制器34的旋转角度0点调整部43一旦接收到该检测信号,就会进行旋转角度的0点调整,在该旋转角度的0点调整中,将至此为止利用运算而计算出的旋转角度复位到0度。这样,通过对旋转角度进行复位,能够去除误差,从而能够高精度地进行起重机用起重臂6的旋转角度的检测动作。

Claims (1)

1.一种移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置,其用于对起重机用起重臂的从旋转收纳位置起算的旋转角度进行检测,其中,
所述移动式起重机的起重臂旋转角度检测装置具备:
旋转角度检测用齿轮,其以一体旋转的方式呈同轴地安装于下部行驶体侧的作为旋转减速器的输出元件的小齿轮的轴端,所述旋转减速器能够将旋转力传递给安装在所述起重机用起重臂侧的环形齿轮;
旋转角度检测用接近传感器,其用于检测所述旋转角度检测用齿轮的旋转量;
旋转收纳位置传感器,其用于检测所述起重机用起重臂的所述旋转收纳位置;以及
控制器,其具有基于由所述旋转角度检测用接近传感器所检测的所述旋转量而对所述起重机用起重臂的旋转量进行运算的旋转量运算部、基于该旋转量而对所述旋转角度进行运算的旋转角度运算部、以及一旦由所述旋转收纳位置传感器检测到所述旋转收纳位置就将所述旋转角度复位到0度的旋转角度0点调整部,
所述旋转角度检测用接近传感器以及所述旋转收纳位置传感器在所述环形齿轮的外周侧以分布配置于所述旋转角度检测用齿轮的两侧的方式而在沿着所述环形齿轮的外周面的方向上邻接配置,
通过安装在所述下部行驶体的防尘罩,来对所述旋转角度检测用齿轮、所述旋转角度检测用接近传感器以及所述旋转收纳位置传感器进行覆盖。
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