CN106402092A - 伸缩油缸的活塞位置检测设备、方法及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种伸缩油缸的活塞位置检测设备、方法及工程机械，所述伸缩油缸的活塞位置检测方法包括：接收控制油缸活塞在第一方向上运动的指令；根据所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数；根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第一方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移及所述油缸活塞在第一方向上运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。通过本公开的方案，不需配置额外的位移传感器即可检测出活塞位置，大大节省了活塞位置检测成本，且不存在后期对位移传感器机械能维修保养的问题。

Description

伸缩油缸的活塞位置检测设备、方法及工程机械
技术领域
本发明涉及油缸技术领域，具体地，涉及一种伸缩油缸的活塞位置检测设备、方法及工程机械。
背景技术
伸缩油缸活塞位移的检测是一项关键数据，直接影响到对该伸缩油缸活塞的控制及采用该伸缩油缸的设备的正常运行。现有的伸缩油缸中，常使用拉线长度传感器作为油缸活塞的位移检测装置，通过将拉线安装在油缸两头直接测量油缸的活塞位移。拉线长度传感器采用的是一种机械介入式测量方式，经常受外部各种环境如灰尘、雨水、机械碰撞等影响，且频繁地进行伸缩操作，容易造成损坏，对其工作稳定性和精度造成不利影响。
现有的伸缩油缸中，还存在通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的传感器，例如磁致伸缩传感器。该传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。
然而，现有的液压油缸伸缩位置通常是采用位移传感器检测，无论是上述拉线长度传感器还是磁致伸缩传感器，其均存在保养维护问题，增大了该伸缩油缸活塞位移检测的成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种伸缩油缸的活塞位置检测设备、方法及工程机械，其不需配置额外的位移传感器即可检测出活塞位置，大大节省了活塞位置检测成本，且不存在后期对位移传感器机械能维修保养的问题。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供一种一种伸缩油缸的活塞位置检测方法，该方法包括：接收控制油缸活塞在第一方向上运动的指令；根据所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数；根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第一方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移及所述油缸活塞在第一方向上运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
可选的，该方法还包括：接收控制油缸活塞在第二方向上运动的指令；根据所述控制油缸活塞在第二方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第二方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第二方向上运动相关联的位移比例系数；
根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第二方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移、所述油缸活塞在第二方向上的位移及所述油缸活塞运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
可选的，所述持续时间根据以下一者或多者来确定：所述指令的输入持续时间；用于控制油缸活塞运动的电磁阀的开启时间；以及所述油缸内液压油在一方向上流动的持续时间。
可选的，所述伸缩油缸的液压油输入为恒流输入。
相应地，本发明一实施例还提供一种伸缩油缸的活塞位置检测设备，该设备包括：接收装置，用于接收控制油缸活塞在第一方向上运动的指令；以及控制装置，用于执行以下操作：根据所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数；根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第一方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移及所述油缸活塞在第一方向上运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
可选的，所述接收装置还用于接收控制油缸活塞在第二方向上运动的指令；所述控制装置还用于执行以下操作：根据所述控制油缸活塞在第二方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第二方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第二方向上运动相关联的位移比例系数；根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第二方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移、所述油缸活塞在第二方向上的位移及所述油缸活塞运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
可选的，所述持续时间根据以下一者或多者来确定：所述指令的输入持续时间；用于控制油缸活塞运动的电磁阀的开启时间；以及所述油缸内液压油在一方向上流动的持续时间。
可选的，所述伸缩油缸的液压油输入为恒流输入。
相应地，本发明一实施例还提供一种工程机械，该工程机械包含上述伸缩油缸的活塞位置检测设备。
通过上述技术方案，可直接根据伸缩油缸的控制指令来判断其活塞位移及位置，避免了使用位移传感器来确定活塞位移及位置，可适用于精度要求不高、且成本低的检测需求中。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一实施例提供的伸缩油缸的活塞位置检测设备的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的伸缩油缸的活塞位置检测方法流程图；以及
图3为本发明另一实施例提供的伸缩油缸的活塞位置检测方法流程图。
附图标记说明
10 接收装置 20 控制装置
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。
图1为本发明一实施例提供的伸缩油缸的活塞位置检测设备的结构示意图。如图1所示，本发明一实施例提供一种伸缩油缸的活塞位置检测设备，该设备包括：接收装置10，用于接收控制油缸活塞在第一方向上运动的指令；以及控制装置20，用于执行以下操作：根据所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数；根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第一方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移及所述油缸活塞在第一方向上运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。藉此，可不依靠额外的位移传感器而直接依据伸缩油缸的控制指令以计算的方式获得活塞位移及位置，节省了位移传感器的成本及其维护成本，提出了一种新型的伸缩油缸的活塞位置检测方案。
其中，所述持续时间可根据以下一者或多者来确定：所述指令的输入持续时间，例如用于对于操作台上的按键或触摸屏的操作时间，比方说用户对于用于控制油缸活塞在第一方向运动的某一按键的持续按压时间；用于控制油缸活塞运动的电磁阀的开启或关闭时间，可通过相应的电流检测装置来进行检测，比方说可通过该电流检测装置检测施加至该电磁阀的某一超过其启动电流阈值的电流的持续时间；以及所述油缸内液压油在一方向上流动的持续时间，例如可通过流量监测装置来检测油缸内液压油在第一方向上的流量大于某一预定流量的持续时间。当然，本发明并不限于此，其他可确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间的方式亦是可以适用的，例如所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令内可以包含控制油缸活塞在第一方向上以某一速度运动的持续时间的相关参数，可通过直接读取该相关参数而确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间。
所述与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数为反映与该油缸活塞在第一方向上运动速度有关的系数，其可为常量或变量，也可为变量的函数，与油缸的具体参数有关。例如，对于液压油输入为恒流输入的伸缩油缸而言，该与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数可为一反映该恒流输入的伸缩油缸内活塞运动速度的常量。油缸活塞还可在第一方向上在所述持续时间内的不同时段以不同的速度进行运动，这样根据该不同时段的持续时间及其所对应的运动速度分别计算油缸活塞在该不同时段的位移，并计算该不同时段的位移总和以作为所述油缸活塞在第一方向上的位移。
上述介绍了根据油缸活塞在一方向上运动而确定该油缸活塞的位移及位置的方案，然而在实际中，油缸活塞总是往复运动的，即其还需要在与所述第一方向相反的第二方向上运动。为了确定油缸活塞的位移及位置，所述接收装置还用于接收控制油缸活塞在第二方向上运动的指令；所述控制装置还用于执行以下操作：根据所述控制油缸活塞在第二方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第二方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第二方向上运动相关联的位移比例系数；根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第二方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移、所述油缸活塞在第二方向上的位移及所述油缸活塞运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
图3示出了针对该在两个方向上控制油缸活塞运动的情形确定油缸活塞的位移置的流程图。如图3所示，伸缩油缸内的油缸活塞可在第一方向和第二方向上运动。当该油缸活塞在第一方向运动时，所对应的位移比例系数可为k1；当该油缸活塞在第二方向运动时，所对应的位移比例系数可为k2。在进行伸缩油缸内油缸活塞位移检测操作时，当前位置记为L。如果操作者控制油缸活塞在第一方向上运动，可检测在该第一方向上控制的持续时间t1，将经历该持续时间t1后的油缸活塞位移计算为L1＝t1*k1，t2则为0，L2＝0，再将L1赋值给L＝L1+L2；如果操作者控制油缸活塞在第二方向上运动，则检测在该第二方向上控制的持续时间t2，将t2时间后的位置计算为L2＝t2*k2，t1则为0，L1＝0，再将L2赋值给L＝L1+L2。上述位移比例系数k1和k2可以不同，由于油缸具有大小腔，第一方向和第二方向移动时油缸行进的速度不一致，因此，完成同等长度的行程，在第一方向和第二方向所需的时间也是不一致的，从而导致位移比例系数k1和k2也不一致。
图2为本发明一实施例提供的伸缩油缸的活塞位置检测方法流程图。如图2所示，本发明一实施例还提供一种伸缩油缸的活塞位置检测方法，该方法包括以下步骤：
S210，接收控制油缸活塞在第一方向上运动的指令；
S220，根据所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数；
S230，根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第一方向上的位移；以及
S240，根据所述油缸活塞在第一方向上的位移及所述油缸活塞在第一方向上运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
可选的，该方法还包括：接收控制油缸活塞在第二方向上运动的指令；根据所述控制油缸活塞在第二方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第二方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第二方向上运动相关联的位移比例系数；
根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第二方向上的位移；以及根据所述油缸活塞在第一方向上的位移、所述油缸活塞在第二方向上的位移及所述油缸活塞运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
可选的，所述持续时间根据以下一者或多者来确定：所述指令的输入持续时间；用于控制油缸活塞运动的电磁阀的开启时间；以及所述油缸内液压油在一方向上流动的持续时间。
可选的，所述伸缩油缸的液压油输入为恒流输入。
有关本发明实施例提供的伸缩油缸的活塞位置检测方法的具体细节及益处，可参阅上述针对伸缩油缸的活塞位置检测设备的描述，于此不再赘述。
相应地，本发明一实施例还提供一种工程机械，该工程机械包含上述伸缩油缸的活塞位置检测设备。该工程机械可为摊铺机，所述伸缩油缸可以是液压伸缩式熨平板的伸缩油缸，也可以是用于连接主机和熨平板的提升油缸、侧拉紧油缸、调平油缸。当然，本发明并不限于此，本发明可适用于任何伸缩油缸及使用该伸缩油缸的工程机械，例如混凝土泵车、起重机、压路机、挖掘机等等。
通过上述技术方案，可直接根据伸缩油缸的控制指令来判断其活塞位移及位置，避免了使用位移传感器来确定活塞位移及位置，可适用于精度要求不高、且成本低的检测需求中。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过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。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种伸缩油缸的活塞位置检测方法，其特征在于，该方法包括：
接收控制油缸活塞在第一方向上运动的指令；
根据所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数；
根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第一方向上的位移；以及
根据所述油缸活塞在第一方向上的位移及所述油缸活塞在第一方向上运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
2.根据权利要求1所述的伸缩油缸的活塞位置检测方法，其特征在于，该方法还包括：
接收控制油缸活塞在第二方向上运动的指令；
根据所述控制油缸活塞在第二方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第二方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第二方向上运动相关联的位移比例系数；
根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第二方向上的位移；以及
根据所述油缸活塞在第一方向上的位移、所述油缸活塞在第二方向上的位移及所述油缸活塞运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
3.根据权利要求1或2所述的伸缩油缸的活塞位置检测方法，其特征在于，所述持续时间根据以下一者或多者来确定：
所述指令的输入持续时间；
用于控制油缸活塞运动的电磁阀的开启时间；以及
所述油缸内液压油在一方向上流动的持续时间。
4.根据权利要求1所述的伸缩油缸的活塞位置检测方法，其特征在于，所述伸缩油缸的液压油输入为恒流输入。
5.一种伸缩油缸的活塞位置检测设备，其特征在于，该设备包括：
接收装置，用于接收控制油缸活塞在第一方向上运动的指令；以及
控制装置，用于执行以下操作：
根据所述控制油缸活塞在第一方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第一方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第一方向上运动相关联的位移比例系数；
根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第一方向上的位移；以及
根据所述油缸活塞在第一方向上的位移及所述油缸活塞在第一方向上运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
6.根据权利要求5所述的伸缩油缸的活塞位置检测设备，其特征在于，
所述接收装置还用于接收控制油缸活塞在第二方向上运动的指令；
所述控制装置还用于执行以下操作：
根据所述控制油缸活塞在第二方向上运动的指令，确定所述油缸活塞在第二方向上运动的持续时间以及与该油缸活塞在第二方向上运动相关联的位移比例系数；
根据所述持续时间及位移比例系数，确定所述油缸活塞在第二方向上的位移；以及
根据所述油缸活塞在第一方向上的位移、所述油缸活塞在第二方向上的位移及所述油缸活塞运动之前的位置，确定所述油缸活塞的当前位置。
7.根据权利要求5或6所述的伸缩油缸的活塞位置检测设备，其特征在于，所述持续时间根据以下一者或多者来确定：
所述指令的输入持续时间；
用于控制油缸活塞运动的电磁阀的开启时间；以及
所述油缸内液压油在一方向上流动的持续时间。
8.根据权利要求5所述的伸缩油缸的活塞位置检测设备，其特征在于，所述伸缩油缸的液压油输入为恒流输入。
9.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包含根据权利要求5-8中任一项权利要求所述的伸缩油缸的活塞位置检测设备。
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