CN105201956B - 伸缩油缸缸销检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伸缩油缸缸销检测装置及检测方法，伸缩油缸缸销检测装置用于检测缸销机构中缸销头的运动位置，缸销机构安装在伸缩油缸的缸头位置，能够通过收回或释放实现伸缩油缸的缸头与伸臂的解除与锁定；还包括：运动转换部件和检测部件，运动转换部件的输入端与缸销头固定连接，输出端与检测部件连接，能够将缸销头的直线运动转化为输出端的旋转运动；检测部件能够检测输出端的旋转角度来确定缸销头的运动位置。本发明中伸缩油缸缸头的垂直方向的高度只需考虑检测部件相对于缸销机构轴线的高度，相比于现有技术可以进一步减小缸头垂直方向的高度要求，为优化伸缩油缸的缸头接头提供了空间。

Description

伸缩油缸缸销检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种伸缩油缸缸销检测装置及检测方法。

背景技术

目前大吨位及超大吨位起重机的起重臂均采用单缸插销的方式实现伸缩，通过伸缩油缸缸销将伸缩油缸与伸臂锁定在一起，随着伸缩油缸的运动来实现起重臂的伸缩。伸缩油缸缸销是一种插销装置，位于伸缩油缸的缸头位置，在需要进行伸缩动作之前，通过缸销头拔出伸臂的臂尾销孔，来实现伸缩油缸缸头与伸臂的解除；在伸臂和缩臂的过程中，通过缸销头***伸臂的臂尾销孔，来实现伸缩油缸缸头与伸臂的锁定。这种动作过程由缸销检测装置实现对缸销头位置的确定，并给控制***传输信号以实现缸销头的***与拔出。

目前大多数起重机单缸插销检测装置如图1所示，由缸销头4a、复位弹簧5a、第一位置检测开关1a、第二位置检测开关2a和螺钉3a组成。第一位置检测开关1a用于输出伸缩油缸与伸臂锁定信号，第二位置检测开关2a用于输出伸缩油缸与伸臂解锁信号；螺钉3a起到传递缸销头位置的作用。

这种销缸检测装置的工作方式为：在伸臂动作即将执行之前，缸销头4a收回，复位弹簧5a被进一步压缩，第二位置检测开关2a检测到螺钉3a的位置并输出伸缩油缸与伸臂已解锁信号，紧接着伸缩油缸开始运动，当伸缩油缸缸头到达需要伸出臂的位置时，伸缩油缸停止运动，复位弹簧5a将缸销头4a推出，缸销头4a***臂尾销孔，第一位置检测开关1a检测到螺钉3a的位置并输出伸缩油缸与伸臂已锁定的信号，伸缩油缸继续运动，从而带动伸臂一起运动，完成伸臂动作。在进行缩臂动作时，伸缩油缸运动方向与进行伸臂时相反，检测装置的工作方式相同。

当此种检测装置时，伸缩油缸缸头在垂直方向的高度主要受缸销头直径、螺钉的高度、位置检测开关高度影响，依照现有的设计结构，无法达到进一步降低缸头垂直方向高度的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种伸缩油缸缸销检测装置及检测方法，能够进一步减小缸头垂直方向的高度要求。

为实现上述目的，本发明提供了一种伸缩油缸销检测装置，包括：用于检测缸销机构中缸销头8的运动位置，所述缸销机构安装在伸缩油缸的缸头位置，能够通过收回或释放实现所述伸缩油缸的缸头与伸臂的解除与锁定；

还包括：运动转换部件和检测部件，

所述运动转换部件的输入端与所述缸销头8固定连接，输出端与所述检测部件连接，能够将所述缸销头8的直线运动转化为输出端的旋转运动；所述检测部件能够检测所述输出端的旋转角度来确定所述缸销头8的运动位置。

进一步地，所述运动转换部件的所述输入端为第一销轴7，所述运动转换部件的所述输出端为具有中空结构且表面上设有弧形滑道的第二销轴3，所述第一销轴7通过固定结构10与所述缸销头8固定，所述第二销轴3套设在所述第一销轴7上，且所述第一销轴7外壁上设置的凸块安装在所述弧形滑道内，在所述第一销轴7直线运动时，所述凸块能够推动所述弧形滑道来带动所述第二销轴3旋转运动。

进一步地，所述运动转换部件为滚珠丝杠结构，所述输入端为螺母，所述输出端为丝杠，所述螺母通过所述固定结构10与所述缸销头8固定，所述螺母和所述丝杠之间填充有滚珠。

进一步地，所述检测部件包括固定板5、固定在所述输出端的检测板4和安装在所述固定板5上的两个分别对应于收回和释放到位位置的位置检测开关6，所述检测板4上形成有能够被所述位置检测开关6检测到的检测面，所述缸销头8收回或释放到位时，所述检测面处于所述位置检测开关6的有效检测范围。

进一步地，所述检测部件包括固定板5、固定在所述输出端的检测板4和安装在所述固定板5上的圆弧刷架，所述检测板4上设有电刷，所述电刷能够在所述圆弧刷架上滑动，检测所述检测板4的转动角度，从而确定所述缸销头8的运动位置。

进一步地，所述检测部件为角度传感器，所述角度传感器连接在所述输出端远离所述缸销头8的一端，能够检测所述输出端的转动角度，从而确定所述缸销头8的运动位置。

进一步地，所述缸销机构包括：缸销套筒1、缸销盖板2、所述缸销头8和复位弹簧9，所述缸销套筒1的内壁上设有凸台，且套设在所述缸销头8的外壁上，能够限制所述缸销头8推出时的极限位置；所述缸销盖板2盖合在所述缸销套筒1靠近所述复位弹簧9的一端，能够限制所述缸销头8收回时的极限位置；所述复位弹簧9安装在所述缸销头8与所述缸销盖板2之间。

进一步地，所述缸销头8和所述运动转换机构的轴线重合，所述复位弹簧9的数量为两条以上，并沿所述缸销头8的周向均匀分布设置。

为实现上述目的，本发明另一方面提供了一种伸缩油缸缸销检测方法，基于前述的伸缩油缸缸销检测装置，包括如下步骤：

收回缸销头8时，所述缸销头8克服复位弹簧9的作用力收回，运动转换部件将所述缸销头8的直线运动转化为输出端的旋转运动，检测部件通过检测所述输出端的转动角度，来确定所述缸销头8是否收回到位；

释放所述缸销头8时，所述复位弹簧9将所述缸销头8推出，运动转换部件将所述缸销头8的直线运动转化为所述输出端的旋转运动，所述检测部件通过检测所述输出端的转动角度，来确定所述缸销头8是否释放到位。

进一步地，所述检测部件包括固定板5、固定在所述输出端的检测板4和安装在所述固定板5上的两个分别对应于收回和释放到位位置的位置检测开关6，所述检测板4上形成有能够被所述位置检测开关6检测到的检测面，所述缸销头8收回或释放到位时，所述检测面处于所述位置检测开关6的有效检测范围；

所述检测部件通过检测所述输出端的转动角度，来确定所述缸销头8是否收回或释放到位的步骤包括：

所述输出端将旋转运动传递到所述检测板4上；

当所述检测板4的所述检测面转动到所述位置检测开关6的有效检测范围时，触发所述位置检测开关6来确定所述缸销头8收回或释放到位。

基于上述技术方案，本发明实施例的伸缩油缸缸销检测装置，通过运动转换部件将缸销的直线运动转化为输出端的旋转运动，并由与输出端连接的检测部件检测输出端的转动角度，从而确定缸销头的运动位置。本发明中伸缩油缸缸头的垂直方向的高度只需考虑检测部件相对于缸销机构轴线的高度，无需考虑现有技术中缸销直径和螺钉高度等参数的影响，因此相比于现有技术可以进一步减小缸头垂直方向的高度要求，为优化伸缩油缸的缸头接头提供了空间。

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为现有技术的伸缩油缸缸销检测装置的结构示意图；

图2为本发明伸缩油缸缸销检测装置的一个实施例的剖视图；

图3为本发明伸缩油缸缸销检测装置的另一个实施例的检测部件结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

为了提高起重机在伸臂和缩臂时缸销位置检测的可靠性，本发明的实施例提供了一种伸缩油缸缸销检测装置，如图2所示，用于检测缸销机构中缸销头8的运动位置，缸销机构安装在伸缩油缸的缸头位置，能够通过收回或释放实现伸缩油缸的缸头与伸臂的解除与锁定；还包括：运动转换部件和检测部件，运动转换部件的输入端与缸销头8固定连接，输出端与检测部件连接，能够将缸销头8的直线运动转化为输出端的旋转运动；检测部件能够检测输出端的旋转角度来确定缸销头8的运动位置。

本发明中伸缩油缸缸头的垂直方向的高度只需考虑检测部件相对于缸销机构轴线的高度，而现有技术中的装置需要考虑缸销直径、螺钉高度和位置检测开关高度等参数的影响，高度尺寸依次叠加，无法进一步减小总体高度，因此本发明的伸缩油缸缸销检测装置相比于现有技术可以进一步减小缸头垂直方向的高度要求，为优化伸缩油缸的缸头接头提供了空间。

在本发明的一种实施例中，如图2和图3所示，运动转换部件的输入端为第一销轴7，运动转换部件的输出端为具有中空结构且表面上设有弧形滑道的第二销轴3，第一销轴7通过固定结构10与缸销头8固定，第二销轴3套设在第一销轴7上，且第一销轴7外壁上设置的凸块安装在弧形滑道内，在第一销轴7直线运动时，凸块能够推动弧形滑道来带动第二销轴3旋转运动。

需要注意的是，弧形滑道的形状及槽宽只要能保证第一销轴7的末端能够沿槽灵活滑动即可，在设计时需要选取合适的槽宽，宽度尺寸太小容易影响运动的平顺性，宽度尺寸太大则会使间隙太大影响检测准确性。这种实现形式的运动转换部件结构紧凑，节约体积，只需两个可以相互套设的销轴即可实现，而且弧形滑道便于加工，节约成本。

在本发明的另一个实施例中，运动转换部件为滚珠丝杠结构，输入端为螺母，输出端为丝杠，螺母通过固定结构10与缸销头8固定，螺母和丝杠之间填充有滚珠。这种实现形式的运动转换部件结构运动灵活，而且可以选取规格合适的成品件。

当然，运动转化部件也不局限于弧形滑道和滚珠丝杠的形式，只要空间布局允许，可以使用任何能够将缸销的直线运动转化为旋转运动的传递结构，例如，还可以是齿轮齿条的方式等。优选地，固定结构10可以选择销钉或螺钉等本领域技术人员常用的固定形式，只要能将运动转换机构的输入端与缸销头8实现可靠固定即可。

上述采用不同运动转换部件的实施例中，虽然运动转换形式不同，但最终都以输出端的旋转运动输出，输出端的角度位置较容易测量，工程人员可以根据实际的尺寸空间以及测量的需求选择不同的检测部件形式，下面将给出几种可以实现的检测部件的方案。

在本发明的一种实现方式中，如图3所示，检测部件包括固定板5、固定在输出端的检测板4和安装在固定板5上的两个分别对应于收回和释放到位位置的位置检测开关6，检测板4上形成有能够被位置检测开关6检测到的检测面，缸销头8收回或释放到位时，检测面处于位置检测开关6的有效检测范围。

其中，检测板4上的检测面需要满足在缸销头8收回或释放到位时，检测面处于位置检测开关6的有效检测范围，这种检测部件的有效检测面可以设计为大于现有技术中螺钉的检测面积，例如在检测板4的端头设计成带有弯折部的形式，避免了现有技术的检测装置在缸销头发生轻微圆周运动时，螺钉也随着缸销头进行圆周运动，进而与位置检测开关错开一部分使得检测面积过小，可能造成检测开关检测不到螺钉位置而导致检测失效。相对于现有技术而言，本发明的伸缩油缸缸销检测装置提高了伸缩油缸控制伸臂和缩臂时的可靠性，能够满足客户对起重机综合性能的要求，降低了检测失效的概率。

检测板4可以设计为细长板的结构，其上设有圆孔，该孔和转换部件的输出端通过销钉固定，或者设置六方孔或其它能够防止输出端相对于检测板4相对运动的孔，再对检测板4作轴向限位。检测板4的端头与该孔根据实际情况选取合适的距离，这一距离能够使输出端旋转较小的角度后，检测板4的端头位置的变化较为显著，这时相当于增加了一个放大结构，使得角度的测量更为精确和方便，更容易在固定板5上布置两个位置检测开关6。其中位置检测开关6可以是机械式的行程开关，通过检测板4的检测面到达位置时碰触行程开关，实现角度位置的检测和输出，也可以是光电式位置传感器，采用非接触的方式感应检测板4的端头是否到位。

在本发明的另一种实现方式中，检测部件包括固定板5、固定在输出端的检测板4和安装在固定板5上的圆弧刷架，检测板4上设有电刷，电刷能够在圆弧刷架上滑动，检测检测板4的转动角度，从而确定缸销头8的运动位置。这一实施例的检测部件可以实时检测输出端转动的角度，从而对缸销的***和拔出的位置进行实时的监测。

在本发明的再一种实现方式中，检测部件为角度传感器，角度传感器连接在输出端远离缸销头8的一端，能够检测输出端的转动角度，从而确定缸销头8的运动位置。这一实施例的角度传感器可以选择轴式传感器，直接与运动转换部件的输出端连接，不需要增加新的结构件，能够实时检测输出端转动的角度，从而对缸销的***和拔出的位置进行实时的监测。

在本发明一种具体的结构中，如图2所示，缸销机构包括：缸销套筒1、缸销盖板2、缸销头8和复位弹簧9，缸销套筒1的内壁上设有凸台，且套设在缸销头8的外壁上，能够限制缸销头8推出时的极限位置；缸销盖板2盖合在缸销套筒1靠近复位弹簧9的一端，能够限制缸销头8收回时的极限位置；复位弹簧9安装在缸销头8与缸销盖板2之间。本发明的实施例中，由于检测部件位于缸销机构的外侧，所以安装起来较为便捷，而且当检测机构发生故障时易于更换。

优选地，缸销头8和运动转换机构的轴线重合，复位弹簧9的数量为两条以上，并沿缸销头8的周向均匀分布设置。

在上述的实施例中，可以在缸销头8的一端沿周向开设与复位弹簧9数量相同的孔，复位弹簧9的一端放置在孔内，另一端顶靠在缸销盖板2上，这样复位弹簧9可以沿着孔伸缩，起到导向作用。当然，复位弹簧9也可设置单条，由于运动转换机构(例如第一销轴7与第二销轴3、丝杠螺母)均位于中心位置，可以选择内径较大的弹簧，套设在运动转换机构外。

图2和图3所示的伸缩油缸缸销检测装置的工作原理为：缸销套筒1固定不动，缸销头8和第一销轴7采用插销方式固定连接在一起。

1、在伸臂或缩臂动作即将执行之前，缸销头8从臂尾销孔中收回，此过程中缸销头8的直线运动直接传递到第一销轴7上，而第一销轴7上的凸块安装在第二销轴3的弧形滑道内，第一销轴7的直线运动随着缸销头8的运动转化为第二销轴3的圆周运动，并传递到检测板4上，检测板4进行圆周运动，上述运动传递过程实现了缸销头8的直线运动转换为检测板4的圆周运动。

2、缸销头8收回到位后，检测板4的检测面处于位置检测开关6的有效检测范围，触发位置检测开关6从而判断伸缩油缸的缸头与伸臂解锁；

3、接着缸销头8释放，由安装在缸销头8内的复位弹簧9推动缸销头8运动，***到臂尾销孔位置，同上述运动过程一样，缸销头8的直线运动最终被转换成检测板4的圆周运动。

4、缸销头8释放到位后，检测板4的检测面处于位置检测开关6的有效检测范围，触发位置检测开关6从而判断伸缩油缸的缸头与伸臂锁定。然后再通过伸缩油缸的活塞杆推动伸臂运动，完成起重机臂的伸出或缩回动作。

另外，本发明还提供了一种伸缩油缸缸销检测方法，可以基于上述的伸缩油缸缸销检测装置，也可以通过其它的装置实现，包括如下步骤：

收回缸销头8时，缸销头8克服复位弹簧9的作用力收回，运动转换部件将缸销头8的直线运动转化为输出端的旋转运动，检测部件通过检测输出端的转动角度，来确定缸销头8是否收回到位；

释放缸销头8时，复位弹簧9将缸销头8推出，运动转换部件将缸销头8的直线运动转化为输出端的旋转运动，检测部件通过检测输出端的转动角度，来确定缸销头8是否释放到位。

进一步地，检测部件包括固定板5、固定在输出端的检测板4和安装在固定板5上的两个分别对应于收回和释放到位位置的位置检测开关6，检测板4上形成有能够被位置检测开关6检测到的检测面，缸销头8收回或释放到位时，检测面处于位置检测开关6的有效检测范围；

检测部件通过检测输出端的转动角度，来确定缸销头8是否收回或释放到位的步骤包括：

输出端将旋转运动传递到检测板4上；

当检测板4的检测面转动到位置检测开关6的有效检测范围时，触发位置检测开关6来确定缸销头8收回或释放到位。

此种检测方法中的有效检测面大于现有技术中螺钉头的面积，避免了传统装置中缸销在插拔过程中发生轻微的径向旋转，导致检测面积过小可能使检测失效的情况，提高了伸缩油缸控制伸臂和缩臂时的可靠性。

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，均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种伸缩油缸缸销检测装置，用于检测缸销机构中缸销头(8)的运动位置，所述缸销机构安装在伸缩油缸的缸头位置，能够通过收回或释放实现所述伸缩油缸的缸头与伸臂的解除与锁定；

其特征在于，还包括：运动转换部件和检测部件，

所述运动转换部件的输入端与所述缸销头(8)固定连接，输出端与所述检测部件连接，能够将所述缸销头(8)的直线运动转化为输出端的旋转运动；所述检测部件能够检测所述输出端的旋转角度来确定所述缸销头(8)的运动位置。

2.根据权利要求1所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，所述运动转换部件的所述输入端为第一销轴(7)，所述运动转换部件的所述输出端为具有中空结构且表面上设有弧形滑道的第二销轴(3)，所述第一销轴(7)通过固定结构(10)与所述缸销头(8)固定，所述第二销轴(3)套设在所述第一销轴(7)上，且所述第一销轴(7)外壁上设置的凸块安装在所述弧形滑道内，在所述第一销轴(7)直线运动时，所述凸块能够推动所述弧形滑道来带动所述第二销轴(3)旋转运动。

3.根据权利要求1所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，所述运动转换部件为滚珠丝杠结构，所述输入端为螺母，所述输出端为丝杠，所述螺母通过所述固定结构(10)与所述缸销头(8)固定，所述螺母和所述丝杠之间填充有滚珠。

4.根据权利要求2或3所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，所述检测部件包括固定板(5)、固定在所述输出端的检测板(4)和安装在所述固定板(5)上的两个分别对应于收回和释放到位位置的位置检测开关(6)，所述检测板(4)上形成有能够被所述位置检测开关(6)检测到的检测面，所述缸销头(8)收回或释放到位时，所述检测面处于所述位置检测开关(6)的有效检测范围。

5.根据权利要求2或3所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，所述检测部件包括固定板(5)、固定在所述输出端的检测板(4)和安装在所述固定板(5)上的圆弧刷架，所述检测板(4)上设有电刷，所述电刷能够在所述圆弧刷架上滑动，检测所述检测板(4)的转动角度，从而确定所述缸销头(8)的运动位置。

6.根据权利要求2或3所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，所述检测部件为角度传感器，所述角度传感器连接在所述输出端远离所述缸销头(8)的一端，能够检测所述输出端的转动角度，从而确定所述缸销头(8)的运动位置。

7.根据权利要求1～3任一所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，所述缸销机构包括：缸销套筒(1)、缸销盖板(2)、所述缸销头(8)和复位弹簧(9)，所述缸销套筒(1)的内壁上设有凸台，且套设在所述缸销头(8)的外壁上，能够限制所述缸销头(8)推出时的极限位置；所述缸销盖板(2)盖合在所述缸销套筒(1)靠近所述复位弹簧(9)的一端，能够限制所述缸销头(8)收回时的极限位置；所述复位弹簧(9)安装在所述缸销头(8)与所述缸销盖板(2)之间。

8.根据权利要求7所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，所述缸销头(8)和所述运动转换机构的轴线重合，所述复位弹簧(9)的数量为两条以上，并沿所述缸销头(8)的周向均匀分布设置。

9.一种伸缩油缸缸销检测方法，基于权利要求1～8任一所述的伸缩油缸缸销检测装置，其特征在于，包括如下步骤：

收回缸销头(8)时，所述缸销头(8)克服复位弹簧(9)的作用力收回，运动转换部件将所述缸销头(8)的直线运动转化为输出端的旋转运动，检测部件通过检测所述输出端的转动角度，来确定所述缸销头(8)是否收回到位；

释放所述缸销头(8)时，所述复位弹簧(9)将所述缸销头(8)推出，所述运动转换部件将所述缸销头(8)的直线运动转化为所述输出端的旋转运动，所述检测部件通过检测所述输出端的转动角度，来确定所述缸销头(8)是否释放到位。

10.根据权利要求9所述的伸缩油缸缸销检测方法，其特征在于，所述检测部件包括固定板(5)、固定在所述输出端的检测板(4)和安装在所述固定板(5)上的两个分别对应于收回和释放到位位置的位置检测开关(6)，所述检测板(4)上形成有能够被所述位置检测开关(6)检测到的检测面，所述缸销头(8)收回或释放到位时，所述检测面处于所述位置检测开关(6)的有效检测范围；

所述检测部件通过检测所述输出端的转动角度，来确定所述缸销头(8)是否收回或释放到位的步骤包括：

所述输出端将旋转运动传递到所述检测板(4)上；

当所述检测板(4)的所述检测面转动到所述位置检测开关(6)的有效检测范围时，触发所述位置检测开关(6)来确定所述缸销头(8)收回或释放到位。