CN207231452U - 一种起重机回转角度的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种起重机回转角度的测量装置，其包括回转角度编码器、传动齿轮和与起重机的回转中心同轴设置的齿圈；传动齿轮与回转角度编码器的输出轴传动连接，且传动齿轮与齿圈直接啮合或间接啮合；起重机的转台和底架中，回转角度编码器与其中一者固定，齿圈与另一者固定。该测量装置的结构刚性好，能够精确测量起重机的回转角度，且测量结果稳定，便于起重机的操作控制。

Description

一种起重机回转角度的测量装置

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种起重机回转角度的测量装置。

背景技术

现代铁路起重机主要分为回转部分和不回转部分，回转部分为转台，转台上安装吊臂、动力系统、液压系统、司机室、机械室、重铁等，不回转部分为底架和转向架，底架上安装支腿，底架通过心盘与转向架连接；转台和底架通过回转支承(相当一个大轴承)连接，底架固定不动，转台通过液压马达驱动，绕回转支承转动。铁路起重机为提高控制系统的安全性，在工作时需要检测上车转台相对下车底架的回转角度，通过检测回转角度进入相应的工况曲线、判断起重机工作状态和控制起重机作业安全。回转角度测量精度影响起重机的控制，角度测量的不稳定将会影响起重机回转和对中操作。

如图1所示，现有技术中，起重机回转角度的检测装置包括回转角度编码器04和拨叉05，其中，回转角度编码器04直接安装在起重机的中心回转接头03上，其输出轴与中心回转接头03同轴固定，拨叉05的一端与转台01固定，另一端与回转角度编码器04的外壳固定，当转台01相对底架02回转时带动拨叉05转动，拨叉05带动回转角度编码器04的外壳转动，回转角度编码器04输出信号显示转台01与底架02相对角度。

该测量装置是直接安装在中心回转接头03上，利用拨叉05拨动回转角度编码器04转动，但由于是直接驱动，存在以下缺点：

(1)拨叉05的长度较长，刚度低，通过拨叉05拨动回转角度编码器04是外壳转动，易使其发生变形，影响角度测量，造成角度测量值不稳定；

(2)因起重机回转中心与中心回转接头03之间存在一定的偏差，回转过程中拨叉05会沿径向产生对回转角度编码器04向外的拉力或向内的压力，使回转角度编码器04在转动过程中由于承受径向载荷，出现偏心和变形，影响测量的准确性甚至导致其损坏；

(3)回转角度编码器04的精确可达0.1度，拨叉05直接对其进行驱动时，起重机在起升重物时，转台01由于承受惯性力使其产生轻微晃动，将导致回转角度测量不稳定，在显示器上显示角度值一直在变化，不利于对起重机的操作控制。

因此，如何提供一种刚性好、能够精确测量且测量结果稳定的起重机回转角度的测量装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种起重机回转角度的测量装置，其结构刚性好，能够精确测量起重机的回转角度，且测量结果稳定，便于起重机的操作控制。

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的起重机回转角度的测量装置，包括回转角度编码器、传动齿轮和与所述起重机的回转中心同轴设置的齿圈；所述传动齿轮与所述回转角度编码器的输出轴传动连接，且所述传动齿轮与所述齿圈直接啮合或间接啮合；所述起重机的转台和底架中，所述回转角度编码器与其中一者固定，所述齿圈与另一者固定。

在起重机的转台和底架中，回转角度编码器与其中一者固定，齿圈与另一者固定，并与起重机的中心回转接头同轴，也就是说，回转角度编码器与转台固定时齿圈与底架固定，或者回转角度编码器与底架固定时齿圈与转台固定，即在转台和底架发生相对转动时，齿圈和回转角度编码器也发生相对转动。

传动齿轮与齿圈直接啮合或间接啮合，其中，间接啮合是指传动齿轮与齿圈之间还通过其它附加齿轮实现啮合。同时，传动齿轮与回转角度编码器的输出轴传动连接，也就是说，齿圈相对回转角度编码器的转动能够通过传动齿轮带动输出轴转动，即齿圈将回转角度通过传动齿轮传递给回转角度编码器，最终显示的结果是根据输出轴的回转角度及齿圈与传动齿轮之间的传动比计算所得。

由于回转角度编码器的输出轴是通过齿圈和传动齿轮进行驱动的，整体结构刚性好，使得测量结果准确且稳定。其中，当起重机的转台旋转一圈时，回转角度编码器的输出轴旋转多圈，因此，回转角度经过比例放大计算，显示更精确，使得起重机在提升重物时，即便转台由于承受惯性力所造成的轻微晃动(实际转台并没有发生转动)也不会导致回转角度数值发生变化，保证测量结果的稳定性，便于起重机的操作控制。

可选地，还包括调节座，所述回转角度编码器通过所述调节座与所述转台或所述底架固定，所述调节座设有长圆孔，用于与所述转台或所述底架螺栓固定。

可选地，还包括转轴，所述转轴连接于所述输出轴和所述传动齿轮之间；所述调节座还设有套筒，所述转轴穿过所述套筒，且其一端通过弹性联轴器与所述输出轴连接。

可选地，所述转轴的外壁和所述套筒的内壁之间还设有滑动轴承。

可选地，所述起重机的回转支承中至少一个内圈或外圈有齿并形成所述齿圈；所述齿圈与所述底架固定，所述回转角度编码器与所述转台固定。

可选地，所述传动齿轮与所述齿圈直接啮合时，所述传动齿轮的材质为尼龙。

可选地，还包括固设于所述传动齿轮一侧端面的硬质的第一夹板，所述第一夹板设有穿过所述传动齿轮的中心孔的套管。

可选地，还包括硬质的第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板分别位于所述传动齿轮的两侧，并通过连接螺栓固定。

可选地，所述第一夹板、所述传动齿轮和所述第二夹板的连接螺栓孔还设有与其相适配的固定套，所述连接螺栓穿过所述固定套固定。

附图说明

图1是现有技术中起重机回转角度的检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的一种起重机回转角度的测量装置无齿圈的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4本实用新型实施例所提供的一种起重机回转角度的测量装置的第一种设计方案的俯视图；

图5是图4的具体安装结构示意图；

图6是实用新型实施例所提供的一种起重机回转角度的测量装置的第二种设计方案的俯视图。

附图1中，附图标记说明如下：

01-转台；02-底架；03-中心回转接头；04-回转角度编码器；05-拨叉。

附图2-6中，附图标记说明如下：

1-转台；2-底架；

3-回转角度编码器，31-输出轴；

4-传动齿轮；

5-调节座，51-长圆孔，52-套筒；

6-转轴；7-弹性联轴器；8-滑动轴承；

91-内圈，92-外圈；

10-第一夹板，101-套管；11第二夹板；13-连接螺栓；14-固定套；15-螺母。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2-6，图2是本实用新型实施例所提供的一种起重机回转角度的测量装置无齿圈的结构示意图；图3是图2的俯视图；图4本实用新型实施例所提供的一种起重机回转角度的测量装置的第一种设计方案的俯视图；图5是图4的具体安装结构示意图；图6是实用新型实施例所提供的一种起重机回转角度的测量装置的第二种设计方案的俯视图。

本实用新型实施例提供了一种起重机回转角度的测量装置，其包括回转角度编码器3、传动齿轮4和齿圈。其中，起重机的转台1和底架2中，回转角度编码器3与其中一者固定，齿圈与另一者固定，并与起重机的中心回转接头同轴，也就是说，回转角度编码器3与转台1固定时齿圈与底架2固定，或者回转角度编码器3与底架2固定时齿圈与转台1固定，即在转台1和底架2发生相对转动时，齿圈和回转角度编码器3也发生相对转动。

传动齿轮4与齿圈直接啮合或间接啮合，其中，间接啮合是指传动齿轮4与齿圈之间还通过其它附加齿轮实现啮合。同时，传动齿轮4与回转角度编码器3的输出轴31传动连接，也就是说，齿圈相对回转角度编码器3的转动能够通过传动齿轮4带动输出轴31转动，即齿圈将回转角度通过传动齿轮4传递给回转角度编码器3，最终显示的结果是根据输出轴31的回转角度及齿圈与传动齿轮4之间的传动比计算所得。

由于回转角度编码器3的输出轴31是通过齿圈和传动齿轮4进行驱动的，整体结构刚性好，使得测量结果准确且稳定。其中，当起重机的转台1旋转一圈时，回转角度编码器3的输出轴31旋转多圈，因此，回转角度经过比例放大计算，显示更精确，使得起重机在提升重物时，即便转台1由于承受惯性力所造成的轻微晃动(实际转台1并没有发生转动)也不会导致回转角度数值发生变化，保证测量结果的稳定性，便于起重机的操作控制。

在上述实施例中，回转角度编码器3通过调节座5与转台1或底架2固定。如图3所示，该调节座5设有长圆孔51，用于与转台1或底架2进行螺栓连接。长圆孔51的设置，便于在安装过程中调节齿圈和传动齿轮4之间的间隙(直接啮合时，调节二者之间的啮合间隙，间接啮合时调节传动齿轮4与附加齿轮之间的啮合间隙或附加齿轮与齿圈之间的啮合间隙)，在方便安装的同时，降低转台1或底架2上安装孔的精度要求，便于加工，避免齿圈和传动齿轮4之间发生偏磨的现象，进而避免由此所造成的对检测结果稳定性的影响。

当然，也可以将转台1或底架2上的螺栓安装孔设置为长圆孔51，以实现其与回转角度编码器3之间安装位置的可调节性，避免齿圈和传动齿轮4之间发生偏磨的现象。但在底座上设置长圆孔51相对于在转台1或底架2上设置长圆孔51来说，方便长圆孔51的加工。

该测量装置还包括转轴6，转轴6连接于回转角度编码器3的输出轴31和传动齿轮4之间，由于转台1和底架2之间具有一定的高度，转轴6的设置便于输出轴31和传动齿轮4之间力矩的传递。当然，在本实施例中，也可以通过设置其它安装结构克服转台1与底架2之间的高度，如通过上述调节座5将回转角度编码器3靠近传动齿轮4，便于二者之间的传动连接。增设转轴6的方案仅需将转轴6设计为一端与输出轴31适配，另一端与传动齿轮4适配的结构即可，无需对输出轴31和传动齿轮4本身进行更改，即在更换回转角度编码器3或传动齿轮4时，无需对其进行相应的加工处理。

转轴6与输出轴31之间还设有弹性联轴器7，便于输出轴31和转轴6之间的安装，避免由于传动齿轮4和输出轴31的回转中心存在一定的偏差导致输出轴31在旋转过程中承受径向力，影响其使用寿命。同时，如图2所示，上述调节座5还设有与转轴6相适配的套筒52，转轴6穿过该套筒52，该套筒52对转轴6有一定的束缚作用，避免通过弹性联轴器7与输出轴31连接的转轴6在测量过程中发生晃动，影响测量结果的准确性。

另外，在转轴6的外壁与套筒52的内壁之间还设有滑动轴承8，以便于转轴6相对于调节座5进行旋转，避免转轴6在套筒52内转动发生磨损，影响使用寿命，如图2所示，滑动轴承8设有两个，以保证转轴6在旋转过程中的稳定性，避免发生晃动。

当传动齿轮4与齿圈直接啮合时，可简化整体结构，此时，将传动齿轮4的材质选为尼龙，尼龙材质硬度较低，可避免该传动齿轮4与齿圈在长期啮合过程中对齿圈造成磨损，保护齿圈，延长其使用寿命。而当传动齿轮4与齿圈间接啮合时，将与齿圈直接啮合的附加齿轮选用尼龙齿轮。

另外，由于尼龙材质较软，为保证其与输出轴31或转轴6之间的扭矩传递，在传动齿轮4的一侧端面还设有硬质材料的第一夹板10，并且该第一夹板10设有穿过该传动齿轮4的中心孔的套管101。具体的说，套管101穿过传动齿轮4的中心孔，如图2所示，转轴6的端部设有外螺纹，其伸出该中心孔并通过螺母15固定，其中，套管101内可设有与转轴6的外螺纹相适配的内螺纹，用于与转轴6固定，在通过螺母15进行固定后，可防止套管101和转轴6在旋转过程中发生打滑的现象。当然，在本实施例中，在套管101的内壁和转轴6的外壁之间还可通过设有卡接结构等防止二者发生打滑现象。第一夹板10的设置防止尼龙材质的传动齿轮4与转轴6在传递扭矩的过程中发生松动的现象，保证测量精度。

在上述实施例中，还包括硬质第二夹板11，其中，第一夹板10和第二夹板11分别位于传动齿轮4的两侧，即该传动齿轮4夹紧于第一夹板10和第二夹板11之间，并通过连接螺栓13固定，以保证该传动齿轮4的刚度，安装方便。当然，上述传动齿轮4也可以通过粘接的方式与第一夹板10固定，但通过连接螺栓13固定相对于粘接的固定方式来说，拆卸方便，便于传动齿轮4在长期使用磨损后对其进行更换。

如图2所示，第一夹板10位于传动齿轮4的下方，第二夹板11位于传动齿轮4的上方，也可以设置为第一夹板10位于传动齿轮4的上方，第二夹板11位于传动齿轮4的下方，在此不做限制。

通过连接螺栓13进行固定时，由于连接螺栓孔的孔径往往大于连接螺栓13的直径，因此，在第一夹板10、传动齿轮4和第二夹板11的连接螺栓孔处还设有与其孔径相适配的固定套14，连接螺栓13穿过该固定套14固定，可避免在旋转过程中，传动齿轮4和第一夹板10、第二夹板11之间沿旋转轴6发生窜动影响测量精度。

起重机的回转支承包括内圈91和外圈92，其中一圈有齿，并形成上述齿圈。也就是说，齿圈为回转支承的内圈91或外圈92，无需单独设置齿圈，可简化起重机的整体结构。其中，回转支承可以是单层结构也可以是多层结构，只要其一个内圈91或外圈92有齿即可形成上述齿圈。

在上述实施例中，在传动齿轮4的两侧端面分别设有与第一夹板10和第二夹板11相适配的凹槽，两个夹板分别位于传动齿轮4两侧的凹槽内，便于安装时快速找准第一夹板10和第二夹板11的位置，同时，凹槽与夹板相适配，也可避免传动齿轮4与两个夹板之间发生窜动。

起重机的驱动机构设于上车体内，该驱动机构的驱动齿轮与回转支承的有齿的内圈91或外圈92啮合以驱动上车体发生回转，因此，起重机中有齿的内圈91或外圈92与底架2固定，为结合此种结构设计，无需对原起重机结构设计进行更改，在本实施例中，将回转角度编码器3与转台1固定设置，具体包括以下两种设计方案：

第一种设计方案，如图4和图5所示，回转支承的内圈91有齿并形成上述齿圈，此时，外圈92与转台1固定，内圈91与底架2固定并与传动齿轮4啮合，回转角度编码器3与转台1固定，转台1转动时，底架2不动，内圈91带动传动齿轮4发生转动，传动齿轮4通过转轴6带动回转角度编码器3的输出轴31转动，也就是说，回转支承的内圈91通过传动齿轮4将转台1的回转角度放大并传递给回转角度编码器3，回转角度编码器3经信号换算即可得出转台1的回转角度。

第二种设计方案：如图6所示，回转支承的外圈92有齿并形成上述齿圈，此时，外圈92与底架2固定并与传动齿轮4啮合，内圈91和回转角度编码器3均与底架2固定，转台1转动时，底架2不动，外圈92带动传动齿轮4发生转动，传动齿轮4通过转轴6带动回转角度编码器3的输出轴31转动，也就是说，回转支承的外圈92通过传动齿轮4将转台1的回转角度放大并传递给回转角度编码器3，回转角度编码器3经信号换算即可得出转台1的回转角度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种起重机回转角度的测量装置，其特征在于，包括回转角度编码器(3)、传动齿轮(4)和与所述起重机的回转中心同轴设置的齿圈；

所述传动齿轮(4)与所述回转角度编码器(3)的输出轴(31)传动连接，且所述传动齿轮(4)与所述齿圈直接啮合或间接啮合；

所述起重机的转台(1)和底架(2)中，所述回转角度编码器(3)与其中一者固定，所述齿圈与另一者固定。

2.根据权利要求1所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，还包括调节座(5)，所述回转角度编码器(3)通过所述调节座(5)与所述转台(1)或所述底架(2)固定，所述调节座(5)设有长圆孔(51)，用于与所述转台(1)或所述底架(2)螺栓固定。

3.根据权利要求2所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，还包括转轴(6)，所述转轴(6)连接于所述输出轴(31)和所述传动齿轮(4)之间；

所述调节座(5)还设有套筒(52)，所述转轴(6)穿过所述套筒(52)，且其一端通过弹性联轴器(7)与所述输出轴(31)连接。

4.根据权利要求3所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，所述转轴(6)的外壁和所述套筒(52)的内壁之间还设有滑动轴承(8)。

5.根据权利要求1所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，所述起重机的回转支承中至少一个内圈(91)或外圈(92)有齿并形成所述齿圈；所述齿圈与所述底架(2)固定，所述回转角度编码器(3)与所述转台(1)固定。

6.根据权利要求1-5任一项所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，所述传动齿轮(4)与所述齿圈直接啮合时，所述传动齿轮(4)的材质为尼龙。

7.根据权利要求6所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，还包括固设于所述传动齿轮(4)一侧端面的硬质的第一夹板(10)，所述第一夹板(10)设有穿过所述传动齿轮(4)的中心孔的套管(101)。

8.根据权利要求7所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，还包括硬质的第二夹板(11)，所述第一夹板(10)和所述第二夹板(11)分别位于所述传动齿轮(4)的两侧，并通过连接螺栓(13)固定。

9.根据权利要求8所述的起重机回转角度的测量装置，其特征在于，所述第一夹板(10)、所述传动齿轮(4)和所述第二夹板(11)的连接螺栓孔还设有与其相适配的固定套(14)，所述连接螺栓(13)穿过所述固定套(14)固定。