CN113202739B - 油缸定位设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种油缸定位设备和方法，其中，所述油缸定位设备包括用于支撑油缸的装配外圆面并作为所述油缸定位设备的定位基准的外圆面支撑组件和用于支撑油缸的缸体的缸体支撑组件，所述外圆面支撑组件和所述缸体支撑组件沿所述第二水平方向排列，所述缸体支撑组件设置为能够沿竖直方向调节位置，所述缸体支撑组件设置为能够沿所述第一水平方向调节位置。可以将油缸支撑在外圆面支撑组件和所述缸体支撑组件上，通过以外圆面支撑组件为基准，调整缸体支撑组件的位置，可以使油缸的实际轴线定位到允许的角度偏差范围内，从而实现油缸的精确定位。

Description

油缸定位设备和方法
技术领域
本发明涉及工程机械，具体地涉及油缸定位设备和方法。
背景技术
混凝土泵车是建筑作业中重要的工程机械，其泵送单元是用于泵送物料的主要机构。具体的，泵送单元包括料斗、砼缸、水箱、油缸组件等，料斗与砼缸连接。装配时，通常先将料斗预定位(例如通过吊具吊装定位)，然后装配砼缸，再装配水箱、油缸组件等。当各部件装配定位不精确时，一方面容易导致彼此的碰撞，损坏精密零部件；另一方面可能导致各部件的轴线不平行，且该误差在砼缸与水箱、油缸组件的依次连接的长跨距配合情况下被放大，导致砼缸装配孔、砼缸、水箱、油缸组件的长跨距同轴度无法保证，需要人工反复调整各部件的定位，效率低下且劳动强度大。
油缸主要由导向套、缸体、后端盖等组成。由于缸体的外圆面为非机加工面，无法简单进行机械定位、校正。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的油缸不便于定位的问题，提供一种油缸定位设备，以精确定位油缸。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种油缸定位设备，其中，所述油缸定位设备包括用于支撑油缸装配外圆面的外圆面支撑组件和用于支撑油缸缸体的缸体支撑组件，所述外圆面支撑组件为所述油缸定位设备的定位基准，所述外圆面支撑组件和所述缸体支撑组件沿第二水平方向排列，所述缸体支撑组件设置为能够沿竖直方向调节位置，所述缸体支撑组件设置为能够沿垂直于所述第二水平方向的第一水平方向调节位置。
可选的，所述外圆面支撑组件包括第一V型支撑机构，所述第一V型支撑机构包括第一V型支撑块，所述第一V型支撑块包括彼此相对的支撑平面和连接所述支撑平面的连接部，以与所述油缸的装配外圆面接触。
可选的，所述油缸定位设备包括第二支撑板，所述第一V型支撑机构安装于所述第二支撑板，所述第二支撑板通过第四升降装置安装于第三安装底板。
可选的，所述第一V型支撑机构还包括第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述第一V型支撑块沿所述第二支撑板上的第一直线导轨移动。
可选的，所述缸体支撑组件包括第二V型支撑机构，所述第二V型支撑机构包括第二V型支撑块，所述第二V型支撑块包括彼此相对的斜面，所述斜面设置有安装槽，所述安装槽内安装有第一托辊，所述第一托辊用于与所述油缸的缸体接触。
可选的，所述第二V型支撑机构通过第二驱动装置驱动而沿所述第四安装底板上的第二直线导轨移动，所述第四安装底板通过第五升降装置升降。
可选的，所述第一V型支撑机构的两个所述支撑平面和所述连接部上分别设置有用于检测与油缸的支撑于所述第一V型支撑机构的端的端面之间的距离的传感器，所述油缸定位设备包括用于控制所述缸体支撑组件的位置调节的控制单元，所述控制单元与所述传感器电连接。
可选的，所述油缸定位设备包括设置在所述外圆面支撑组件和所述缸体支撑组件之间的第三缓冲支撑组件。
本申请还提供一种油缸定位方法，其中，所述方法使用本申请的油缸定位设备，所述方法包括：
将油缸放置支撑在所述外圆面支撑组件和所述缸体支撑组件上，检测所述外圆面支撑组件上的同一竖直平面内的呈三角形排布的第一点、第二点和第三点到所述油缸的支撑于所述外圆面支撑组件的端的端面的距离，所述第一点和所述第二点的连线呈水平，所述第一点、第二点和第三点形成以所述第三点为顶点的等腰三角形；
根据所述第一点和所述第二点的距离差值调整所述缸体支撑组件的水平位置；
根据所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值调整缸体支撑组件的竖直位置。
可选的：当所述第一点和所述第二点的距离差值不大于第一设定值时，不调整所述缸体支撑组件的水平位置；当所述第一点和所述第二点的距离差值大于第一设定值时e，调整所述缸体支撑组件的水平位置直至所述第一点和所述第二点的距离差值不大于第一设定值e；当所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值不大于第二设定值时，不调整所述缸体支撑组件的竖直位置；当所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值大于第二设定值f时，调整所述缸体支撑组件的竖直位置直至所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值不大于第二设定值f；其中：所述第一点和所述第二点之间的水平距离为m，所述第三点到所述第一点和所述第二点的连线的距离为n，所述油缸的实际轴线与理论轴线的最大允许水平偏差角度为θ1，所述油缸的实际轴线与理论轴线的最大允许竖直偏差角度为θ2，所述第一设定值e＝m×tanθ1，所述第二设定值f＝n×tanθ2。
通过上述技术方案，可以将油缸支撑在外圆面支撑组件和所述缸体支撑组件上，通过以外圆面支撑组件为基准，调整缸体支撑组件的位置，可以使油缸的实际轴线定位到允许的角度偏差范围内，从而实现油缸的精确定位。
附图说明
图1本申请的一种实施方式的油缸定位设备和推送装置的视图；
图2是图1的立体图；
图3是图1中外圆面支撑组件处的立体图；
图4是图1中述缸体支撑组件处的立体图；
图5是图1中第三缓冲支撑组件的立体图；
图6是说明图1的油缸定位设备的调整原理的视图；
图7是说明油缸的装配外圆面所在端部的立体图；
图8是说明图1的油缸定位设备的调整的流程图。
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。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。
根据本申请的一个方面，提供一种油缸定位设备，其中，所述油缸定位设备4000包括用于支撑油缸8000装配外圆面8100(油缸8000的导向套的外圆面)的支撑组件4100和用于支撑油缸8000缸体的缸体支撑组件4200，所述外圆面支撑组件4100为所述油缸定位设备4000的定位基准，所述外圆面支撑组件4100和所述缸体支撑组件4200沿第二水平方向排列，所述缸体支撑组件4200设置为能够沿竖直方向调节位置，所述缸体支撑组件4200设置为能够沿垂直于所述第二水平方向的第一水平方向调节位置。
使用本申请的油缸定位设备，可以将油缸8000支撑在外圆面支撑组件4100和所述缸体支撑组件4200上，通过以外圆面支撑组件4100为基准，调整缸体支撑组件4200的位置，可以使油缸的实际轴线定位到允许的角度偏差范围内，从而实现油缸的精确定位。
定位油缸8000时，将油缸8000放置为通过外圆面支撑组件4100支撑油缸8000的装配外圆面，并通过缸体支撑组件4200支撑油缸8000的缸体。当油缸8000的定位存在误差，可以通过沿第一水平方向调节缸体支撑组件4200以及沿竖直方向调节外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200来减小、消除定位误差。
其中，外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200可以采用适当的方式，以对油缸8000进行初步的精确定位。如图1至图3所示，所述外圆面支撑组件4100包括第一V型支撑机构4110，所述第一V型支撑机构4110包括第一V型支撑块4111，所述第一V型支撑块4111包括彼此相对的支撑平面和连接所述支撑平面的连接部，以与所述油缸8000的装配外圆面接触。如图4所示，所述缸体支撑组件4200包括第二V型支撑机构4210，所述第二V型支撑机构4210包括第二V型支撑块4211，所述第二V型支撑块4211包括彼此相对的斜面，该斜面设置有安装槽，所述安装槽内安装有第一托辊4212，所述第一托辊4212与所述油缸8000的缸体接触。
其中，为支撑两个油缸8000，油缸定位设备4000包括两个外圆面支撑组件4100和对应的两个缸体支撑组件4200，对应的外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200支撑一个油缸8000。为便于调整油缸8000的高度，外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200可以分别设置为高度可调。此外，为便于适应不同中心距的油缸8000的定位，两个第一V型支撑块4111之间的间距以及两个第二V型支撑块4211之间的间距设置为可调。
具体的，所述油缸定位设备4000可以包括第二支撑板4300，所述第一V型支撑机构4110安装于所述第二支撑板4300，所述第二支撑板4300通过第四升降装置4400安装于第三安装底板4500。为实现两个第一V型支撑块4111之间的间距调节，所述第一V型支撑机构4110还包括第一驱动装置4113，第一驱动装置4113用于驱动第一V型支撑块4111沿第二支撑板4300上的第一直线导轨4310移动。具体的，第一V型支撑机构4110包括安装所述第一V型支撑块4111的第一固定座4112，所述第一固定座4112通过第一驱动装置4113驱动而沿所述第二支撑板4300上的第一直线导轨4310移动。
类似的，所述第二V型支撑机构4210通过第二驱动装置4213驱动而沿所述第四安装底板4800上的第二直线导轨4840移动，所述第四安装底板4800通过第五升降装置4700升降。具体的，第二V型支撑机构4210安装于第四支撑板4600，所述第四支撑板4600通过第二驱动装置4213驱动而沿所述第四安装底板4800上的第二直线导轨4840移动。第一驱动装置4113、第二驱动装置4213可以采用各种适当形式，例如伺服缸。
此外，由于油缸8000的长度较长，为平稳支撑，可以在外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200之间设置第三缓冲支撑组件4900。如图5所示，第三缓冲支撑组件4900可以包括支架4910、弹簧组件4920、通过弹簧组件4920安装于支架4910的托架4930以及安装在托架4930上的第二托辊4940。第二托辊4940用于与缸体接触。支架4910可以根据第三缓冲支撑组件4900的设置位置固定在相应的部件上，例如，靠近外圆面支撑组件4100的第三缓冲支撑组件4900的支架4910可以固定在第二支撑板4300上，靠近缸体支撑组件4200的第三缓冲支撑组件4900的支架4910可以固定在第四安装底板4800上。
此外，当放置油缸8000时，可能出现定位误差，例如，油缸8000的轴线相对于第二水平方向存在水平、竖直方向的夹角偏差。此时需要调整缸体支撑组件4200的位置，以使油缸8000的定位误差减小到允许的范围。为便于调整整缸体支撑组件4200的位置，所述第一V型支撑机构4110的两个所述支撑平面和所述连接部上分别设置有用于检测与油缸的支撑于所述第一V型支撑机构4110的端的端面之间的距离的传感器，所述油缸定位设备4000包括用于控制所述缸体支撑组件4200的位置调节的控制单元，所述控制单元与所述传感器电连接。具体的，第一V型支撑块4111的两个支撑平面分别设置有第一传感器A、第二传感器B，连接部设置有第三传感器C，以检测各自位置到油缸8000的邻近第一V型支撑块4111的端面8200(如图7所示)的距离。可以通过第一传感器A、第二传感器B和第三传感器C的反馈辅助缸体支撑组件4200的位置调节。
例如，如图6所示，可以使第一传感器A、第二传感器B和第三传感器C位于同一竖直平面并形成以第三传感器C为顶点的等腰三角形，第一传感器A和第二传感器B之间的距离为m，第三传感器C到第一传感器A和第二传感器B的连线的距离为n。以油缸8000的实际轴线相对于理论定位轴线在水平方向的最大允许偏差角和竖直方向最大允许偏差角分别为θ1和θ2为例。当油缸8000放置为通过外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200支撑定位后，可以首先进行水平方向的调整，具体的：比对第一传感器A和第二传感器B所测距离的差值|Ai-Bi|，当其不大于允许最大偏差值e(e＝m×tanθ1)时，则不需要调整缸体支撑组件4200的位置；当|Ai-Bi|＞e时，表示油缸8000的实际轴线在水平方向超出允许的范围，需要调整缸体支撑组件4200的位置，控制单元通过第二伺服缸4213调节缸体支撑组件4200的位置，直至|Ai-Bi|不大于e，锁定第二伺服缸4213。随后，可以进行竖直方向的调整，具体的：比对第一传感器A和第三传感器C所测距离的差值|Ai-Ci|，当其不大于允许最大偏差值f时，则不需要调整缸体支撑组件4200的位置；当|Ai-Ci|＞e时，表示油缸8000的实际轴线在竖直方向超出允许的范围，需要调整缸体支撑组件4200的位置，控制单元通过第五升降装置4700调节支撑组件4200的位置，直至|Ai-Ci|不大于f(f＝n×tanθ2)，锁定第五升降装置4700。在竖直方向调整完毕之后，可以进行循环检测，即再次比对第一传感器A和第二传感器B的检测值，如再次超出水平方向允许的偏差，则继续通过第二伺服缸4213调节缸体支撑组件4200的位置，调整到位后再次进行竖直方向的检测和调整，直至油缸8000的轴线在水平方向和竖直方向均处于允许的偏差范围内。控制单元根据各传感器的反馈的控制流程如图8所示。
其中，为避免调整过多导致效率降低，可以将外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200初始设置为基本对齐，也就是当油缸8000放置在外圆面支撑组件4100和缸体支撑组件4200上时，油缸8000的轴线基本水平。
根据本申请的另一方面，提供一种油缸定位方法，其中，所述方法使用本申请的油缸定位设备，所述方法包括：
将油缸8000放置支撑在所述外圆面支撑组件4100和所述缸体支撑组件4200上，检测所述外圆面支撑组件4100上的同一竖直平面内的呈三角形排布的第一点、第二点和第三点到所述油缸8000的支撑于所述外圆面支撑组件4100的端的端面的距离，所述第一点和所述第二点的连线呈水平，所述第一点、第二点和第三点形成以所述第三点为顶点的等腰三角形；
根据所述第一点和所述第二点的距离差值调整所述缸体支撑组件4200的水平位置；
根据所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值调整缸体支撑组件4200的竖直位置。
本申请的方法中，在所允许的水平角度偏差和竖直角度偏差的范围内不进行调整，也就是说，当角度偏差处于允许的范围，则认为油缸8000的实际轴线与理论定位轴线(即以外圆面支撑组件4100为定位基准的轴线)基本一致。为此，当所述第一点和所述第二点的距离差值不大于第一设定值时，不调整所述缸体支撑组件4200的水平位置；当所述第一点和所述第二点的距离差值大于第一设定值时e，调整所述缸体支撑组件4200的水平位置直至所述第一点和所述第二点的距离差值不大于第一设定值e；当所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值不大于第二设定值时，不调整所述缸体支撑组件4200的竖直位置；当所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值大于第二设定值f时，调整所述缸体支撑组件4200的竖直位置直至所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值不大于第二设定值f；其中：所述第一点和所述第二点之间的水平距离为m，所述第三点到所述第一点和所述第二点的连线的距离为n，所述油缸8000的实际轴线与理论轴线的最大允许水平偏差角度为θ1，所述油缸8000的实际轴线与理论轴线的最大允许竖直偏差角度为θ2，所述第一设定值e＝m×tanθ1，所述第二设定值f＝n×tanθ2。
具体的，可以将第一点、第二点、第三点设置在外圆面支撑组件4100上，例如对应上述第一传感器A、第二传感器B和第三传感器C的位置，以进行距离测量，辅助调整缸体支撑组件4200的位置。
此外，为便于推送装配，泵送单元组装系统还包括用于推送油缸8000的推送装置9000，推送装置9000包括推送缸、推送滑板、L型板和垫块，推送缸安装于第四安装底板4800，第四安装底板4800上设置有用于允许推送滑板穿过的开口4820和引导推送滑板的推送导轨4830，推送滑板的底部穿过开口4820连接于推送缸的伸缩端，L型板的一边固定于推送滑板，另一边竖直设置并安装有垫块。使用时，推送缸带动推送滑板、L型板和垫块，垫块接触油缸8000的末端，以推送油缸8000。垫块可以由柔性材料制成，以防止损伤油缸8000。
定位完成后，可以通过推送油缸定位设备4000(例如通过驱动缸推送第四安装底板4800上的滑块4810沿底座5000上的导轨移动)来进行油缸的推送装配。当油缸8000的装配外圆面8100伸入水箱的油缸安装孔后，在外圆面支撑组件4100接触到水箱之前，停止油缸定位设备4000的推送。然后，使外圆面支撑组件4100下降，以避开后续的推送。随后，可以通过推送装置9000从油缸8000的尾端推送，以将油缸8000的装配外圆面8100完全推入油缸安装孔进行装配。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。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。本申请包括各个具体技术特征以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。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种油缸定位设备，其特征在于，所述油缸定位设备(4000)包括用于支撑油缸(8000)装配外圆面(8100)的外圆面支撑组件(4100)和用于支撑油缸(8000)缸体的缸体支撑组件(4200)，所述外圆面支撑组件(4100)为所述油缸定位设备(4000)的定位基准，所述外圆面支撑组件(4100)和所述缸体支撑组件(4200)沿第二水平方向Y排列，所述缸体支撑组件(4200)设置为能够沿竖直方向调节位置，所述缸体支撑组件(4200)设置为能够沿垂直于所述第二水平方向Y的第一水平方向X调节位置；所述外圆面支撑组件(4100)包括第一V型支撑机构(4110)，所述第一V型支撑机构(4110)包括第一V型支撑块(4111)，所述第一V型支撑块(4111)包括彼此相对的支撑平面和连接所述支撑平面的连接部，以与所述油缸(8000)的装配外圆面接触；所述第一V型支撑机构(4110)的两个所述支撑平面和所述连接部上分别设置有用于检测与油缸的支撑于所述第一V型支撑机构(4110)的端的端面之间的距离的传感器，所述油缸定位设备(4000)包括用于控制所述缸体支撑组件(4200)的位置调节的控制单元，所述控制单元与所述传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的油缸定位设备，其特征在于，所述油缸定位设备(4000)包括第二支撑板(4300)，所述第一V型支撑机构(4110)安装于所述第二支撑板(4300)，所述第二支撑板(4300)通过第四升降装置(4400)安装于第三安装底板(4500)。
3.根据权利要求2所述的油缸定位设备，其特征在于，所述第一V型支撑机构(4110)还包括第一驱动装置(4113)，所述第一驱动装置(4113)用于驱动所述第一V型支撑块(4111)沿所述第二支撑板(4300)上的第一直线导轨(4310)移动。
4.根据权利要求1所述的油缸定位设备，其特征在于，所述缸体支撑组件(4200)包括第二V型支撑机构(4210)，所述第二V型支撑机构(4210)包括第二V型支撑块(4211)，所述第二V型支撑块(4211)包括彼此相对的斜面，所述斜面设置有安装槽，所述安装槽内安装有第一托辊(4212)，所述第一托辊(4212)用于与所述油缸(8000)的缸体接触。
5.根据权利要求4所述的油缸定位设备，其特征在于，所述第二V型支撑机构(4210)通过第二驱动装置(4213)驱动而沿第四安装底板(4800)上的第二直线导轨(4840)移动，所述第四安装底板(4800)通过第五升降装置(4700)升降。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的油缸定位设备，其特征在于，所述油缸定位设备(4000)包括设置在所述外圆面支撑组件(4100)和所述缸体支撑组件(4200)之间的第三缓冲支撑组件(4900)。
7.一种油缸定位方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1-6中任意一项所述的油缸定位设备，所述方法包括：
将油缸(8000)放置支撑在所述外圆面支撑组件(4100)和所述缸体支撑组件(4200)上，检测所述外圆面支撑组件(4100)上的同一竖直平面内的呈三角形排布的第一点、第二点和第三点到所述油缸(8000)的支撑于所述外圆面支撑组件(4100)的端的端面的距离，所述第一点和所述第二点的连线呈水平，所述第一点、第二点和第三点形成以所述第三点为顶点的等腰三角形；
根据所述第一点和所述第二点的距离差值调整所述缸体支撑组件(4200)的水平位置；
根据所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值调整缸体支撑组件(4200)的竖直位置。
8.根据权利要求7所述的油缸定位方法，其特征在于：
当所述第一点和所述第二点的距离差值不大于第一设定值时，不调整所述缸体支撑组件(4200)的水平位置；当所述第一点和所述第二点的距离差值大于第一设定值时e，调整所述缸体支撑组件(4200)的水平位置直至所述第一点和所述第二点的距离差值不大于第一设定值e；
当所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值不大于第二设定值时，不调整所述缸体支撑组件(4200)的竖直位置；当所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值大于第二设定值f时，调整所述缸体支撑组件(4200)的竖直位置直至所述第三点与所述第一点或所述第二点的距离差值不大于第二设定值f；
其中：所述第一点和所述第二点之间的水平距离为m，所述第三点到所述第一点和所述第二点的连线的距离为n，所述油缸(8000)的实际轴线与理论轴线的最大允许水平偏差角度为θ1，所述油缸(8000)的实际轴线与理论轴线的最大允许竖直偏差角度为θ2，所述第一设定值e＝m×tanθ1，所述第二设定值f＝n×tanθ2。
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